摘要：變流器是風力發電機組的核心部件之一，是實現能量轉換的主要設備，其性能決定了風電機組運行的可靠性及發電效率。以5MW雙饋風電機組為研究對象，通過對機組變頻器自身性能提升、相關電氣系統結構調整和主控系統優化，降低變流器故障率，提升機組容量，從而提高機組發電量。

　　關鍵詞：風力發電機;變流器;主控系統;故障率;機組容量;發電量

　　0引言

　　為了應對日益逼近的能源緊缺與環境污染，人們的目光逐漸投向了清潔、可再生的新能源。其中，風電作為新能源的代表之一，也得到了越來越多的關注與發展[1]。大功率風機的研發設計和應用，可以有效提高資源利用率，逐步降低風機的單位發電成本，是風力發電行業的未來發展方向。

　　目前，我國的大功率發電機組已經完成了研發實驗工作，正處于規劃應用階段，但由于規模化運行時間較短，大功率變頻器未得到長時間的實際檢驗，成為風電機組故障率最高的部件之一[2-3]，因此，如何提高變頻器的可靠性是當前迫切需要解決的問題。本文在5MW雙饋風電機組變流器性能優化、功率提升和發電量提高的項目背景下，簡述了變流器性能優化的主要內容，分析了優化前后功率曲線、變流器故障率和發電量等相關數據。

　　1變流器性能優化的主要內容

　　變流器性能優化主要包括：硬件變更、軟件開發和實驗項目三方面內容。

　　1.1硬件變更

　　將5MW雙饋機組當前的3臺小功率變頻器更換為1臺大功率變頻器運行，并規劃布局安裝和接線改造。

　　1.2軟件開發針對大功率變頻器開發新變頻器控制程序和整機控制程序，實現大功率變頻器與整機的匹配和容量提升。

　　1.3試驗項目對改造后5MW風電機組進行低電壓穿越試驗，出具型式試驗報告。

　　2功率曲線分析

　　變流器改造前的功率曲線和標準曲線，改造前的實際功率曲線優于標準功率曲線，在額定風速以下的實發功率高于標準值。變流器改造前后的功率曲線，改造后的功率曲較改造前功率曲線有明顯的提升，在額定風速下功率提升到5200kW以上。

　　3風機故障率分析

　　由變流器改造前和改造后的故障統計可知,改造前變流器故障占總故障的43.5%;改造后變流器故障占總故障的3.1%。由此可分析，變流器改造達到提高可利用率，降低運維成本，提高發電量的預期目的。

　　4風機發電量提升分析

　　80%以上的風資源都集中在3.5~8.5m/s之間。依據改造前后的實際功率曲線和風資源百分比可以估計出改造前后的年發電量，在此做時間歸一化處理，做出改造前后年發電量提升百分比f。由上述公式和現場數據可算得改造后發電量提高了7.1%。

　　5結束語

　　通過對5MW風電機組變流器性能優化，由改造前后數據的對比分析，可看出功率曲線明顯提升，風機容量提高到5.2MW，變流器故障率大幅降低，發電量大幅提高。結果表明，通過對變流器的性能優化，有益于提高風電機組的整體運行可靠性和發電量，降低運營維護成本，同時為后續大功率風電機組的變頻器選型提供參考，促進大功率風電機組的廣泛應用和行業的健康有序發展，具有重要的研究價值和經濟效益。

　　參考文獻：

　　[1]胡子晨.中功率風電變流器的效率優化設計研究[D].上海：東華大學,2014.

　　[2]黃玲玲，曹家麟，符楊.海上風電場電氣系統現狀分析[J].電力系統保護與控制，2014，42(10)：147-154.

　　電力方向論文投稿刊物：電力系統保護與控制(半月刊)創刊于1973年，是由國家電網中電裝備許繼集團有限公司主管、國家電網中電裝備許昌智能電網裝備試驗研究院(原許昌繼電器研究所)主辦的全國性電工技術類科技期刊。