． UPS對(duì)發(fā)電機(jī)組的影響：

　　UPS作為自市電停電到備用柴油發(fā)電機(jī)組供電的中間段的電源設(shè)備可以將蓄電池的電能無地逆變向重要負(fù)載供電，從而保證在柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)供電前負(fù)載不斷電，而當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組投入使用時(shí)，UPS就作為機(jī)組的負(fù)載，為電池進(jìn)行充電。5倍X400=1000kVA因此，作為常規(guī)的選用，實(shí)際所需的機(jī)組其容量應(yīng)不低于1000kVA才能保證任何情況下機(jī)組均能穩(wěn)定工作。整流濾波器件是UPS的主要部件之一，這種非線性負(fù)載會(huì)向柴油發(fā)電機(jī)組反射大量的高次諧波，其中以5次和7次諧波危害嚴(yán)重，尤其是非線性負(fù)載較大而發(fā)電機(jī)組容量又較小時(shí)這種危害就更明顯，主要表現(xiàn)在以下幾種故障現(xiàn)象：

　　1） 發(fā)電機(jī)組的輸出電壓突然到440V以上，其后果是造成UPS損壞。

　　2） 發(fā)電機(jī)組輸出頻率到50-60Hz，致使UPS保護(hù)動(dòng)作。

　　3） 發(fā)電機(jī)組在出現(xiàn)頻率或電壓異常的同時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的機(jī)械共振現(xiàn)象，柴油機(jī)出現(xiàn)有節(jié)奏的搖擺和聲音起伏，嚴(yán)重時(shí)還出現(xiàn)損壞發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路和AVR。

　　4） UPS因檢測(cè)到過電壓或過頻率而自動(dòng)關(guān)斷整流器，由后備電池組向負(fù)載放電或從旁路直接向負(fù)載供電。

采用電力電子技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備正在世界各地逐步被采用,特別是在亞洲一些國(guó)家和美國(guó),海上風(fēng)力發(fā)電正扮演著越來越重要的角色。隨著時(shí)代進(jìn)步，建筑業(yè)，道路工程及工業(yè)化設(shè)備的快速發(fā)展，若同步進(jìn)行工作，不免會(huì)給供電局造成負(fù)擔(dān)。但是,如果發(fā)電系統(tǒng)沒有適當(dāng)匹配的組件,也提高不了發(fā)電效率。SKiiP?智能功率模塊為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組而進(jìn)行了優(yōu)化。對(duì)于組件和應(yīng)用來說就是:更大的電流、并聯(lián)運(yùn)行以及更有效的冷卻。

　　全球已裝機(jī)的具有電子控制系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中,大約有80%采用用逆變器控制轉(zhuǎn)子電流的雙饋異步電機(jī)。有功功率和視在功率之比稱為發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)(力率)，發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)一般為0。這種電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:只被設(shè)計(jì)為風(fēng)力發(fā)電單元額定輸出功率的20%,因?yàn)?0%的功率在定子繞組中產(chǎn)生,定子直接連接到電網(wǎng)。缺陷是滑環(huán)接觸和間接控制(系統(tǒng))維護(hù)費(fèi)用高。在電網(wǎng)受到干擾時(shí),需要非常大的轉(zhuǎn)子電流在惡劣的環(huán)境下保持電網(wǎng)穩(wěn)定。

　　可再生能源是常規(guī)能源的補(bǔ)充,事實(shí)上也正試圖取代常規(guī)能源,其主要原因是技術(shù)的進(jìn)步。1概述發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理方法選擇不合理時(shí)，很可能導(dǎo)致水質(zhì)指標(biāo)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，并且容易發(fā)生空心導(dǎo)線的堵塞或腐蝕，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使線棒發(fā)熱、甚至絕緣燒毀，導(dǎo)致事故停機(jī)。特別是在對(duì)能源需求很迫切的國(guó)家,近年來出現(xiàn)了35km2大小的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。為了保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性,在電網(wǎng)電壓驟降的情況下對(duì)于無功電源和電網(wǎng)穩(wěn)定性的要求也變得越來越嚴(yán)格?；谶@個(gè)原因,當(dāng)安裝新的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí),越來越多地使用帶有全功率轉(zhuǎn)換器的同步或異步發(fā)電機(jī),因?yàn)樗鼈冊(cè)陔娋W(wǎng)停電時(shí)可以支撐電網(wǎng)。該轉(zhuǎn)換器直接可控,提供與50或60Hz電網(wǎng)頻率好的同步,既可以補(bǔ)償諧波無功功率,又可以產(chǎn)生無功補(bǔ)償。此外,同步發(fā)電機(jī)可配有許多極(>50),使驅(qū)動(dòng)器部分的齒輪顯得多余。過去,這些齒輪是常見的故障原因。

　　在各種電源系統(tǒng)所用的逆變器中,考慮到經(jīng)濟(jì)因素以及為了實(shí)現(xiàn)好的效率,經(jīng)常使用額定電壓為690V的逆變器。下面以一個(gè)案例分析一下還是以400KVA的UPS為例1）發(fā)電機(jī)：選用史丹福無刷永磁勵(lì)磁形式，LVI634D，其視在功率為1000kVA(發(fā)電機(jī)容量較大，可耐受更強(qiáng)的諧波沖擊)2）發(fā)動(dòng)機(jī)有功功率需要是UPS有功功率1。在通常情況下由阻斷電壓為1700V的IGBT組成的功率轉(zhuǎn)換器用于與20kV電網(wǎng)進(jìn)行功率調(diào)整的變壓器。很少使用更為昂貴的3.3kV模塊,因?yàn)橄到y(tǒng)需要變壓器,從而使得整個(gè)解決方案過于昂貴。

1 采用更大功率和更多的電力電子器件

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率范圍設(shè)計(jì)得越來越大,雖然對(duì)于輸出功率來說位置是重要的因素。柴油發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：(1)、燃油經(jīng)濟(jì)、熱效高、工況變化時(shí)，燃油消耗率曲線變化比較平坦，低負(fù)荷下也經(jīng)濟(jì)(2)、工作可靠、耐久。陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)中,3MW發(fā)電機(jī)組已被證明是適用的,與此同時(shí)輸出功率為5MW或更高的海上風(fēng)電場(chǎng)則是更好的解決方案。如果兩種類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組-雙饋異步電機(jī)和帶有全功率轉(zhuǎn)換器的同步/異步發(fā)電機(jī)都能夠提供相同的輸出,全功率轉(zhuǎn)換器的功率必須高出5倍。而這又意味著需要5倍容量的電力電子器件。但是,必須考慮到雙饋異步電機(jī)的輸出頻率低,通常只需要增大到3～3.5倍。

　　然而,電力電子技術(shù)不僅越來越普及,事實(shí)上,它們滿足的要求也正不斷地改變。近年來新研制的無人值守的全自動(dòng)應(yīng)急電站，更加擴(kuò)大了該種發(fā)電機(jī)組的使用范圍。由于在雙饋異步電機(jī)中半導(dǎo)體在低溫時(shí)的熱度不同,必須采取保護(hù)機(jī)制才能夠處理。組件必須滿足不斷變化的要求的原因是極端氣候條件。例如,海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)受高濕度的影響,而位于美國(guó)德克薩斯州的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組則暴露在高溫下。因此,使用的冷卻系統(tǒng)必須采用不同的設(shè)計(jì)。因此,基于豐富的經(jīng)驗(yàn)為各種應(yīng)用開發(fā)冷卻解決方案是重要的。

　2 解決效率和過壓?jiǎn)栴}

　　逆變器效率在98%～99%之間。一個(gè)6MW的全功率轉(zhuǎn)換器由于效率問題將損失約100kW。在冷卻方面,這些緊湊型系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量是電子元件的主要問題。如果過冷,將導(dǎo)致在散熱器上形成凝結(jié)。這是必須加以考慮的,特別是在高濕度地區(qū)。

　　另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是巨大電流換向時(shí)產(chǎn)生的過壓。4）UPS因檢測(cè)到過電壓或過頻率而自動(dòng)關(guān)斷整流器，由后備電池組向負(fù)載放電或從旁路直接向負(fù)載供電。由于為500A或者更高電流而設(shè)計(jì)的模塊已經(jīng)向一個(gè)相對(duì)大的空間擴(kuò)展,它們的雜散電感是不容忽視的。為了應(yīng)對(duì)這兩個(gè)問題,不僅需要一個(gè)智能的、考慮周全的冷卻概念,還需要更好的直流環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。需要能夠幫助充分利用風(fēng)力發(fā)電的專業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)過優(yōu)化的專用模塊,以滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)營(yíng)者的需求。

　　截止2009年底,全球安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總輸出功率為122GW,其中57GW采用了賽米控開發(fā)的方案。

　　3 設(shè)計(jì)和封裝技術(shù)的改進(jìn)

　　緊湊型設(shè)計(jì)中的高可靠性和使用壽命長(zhǎng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的首要任務(wù),特別是因?yàn)橄到y(tǒng)維護(hù)費(fèi)用昂貴且復(fù)雜,會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失,因?yàn)橥C(jī)時(shí)無法產(chǎn)生電能從而沒有收益。柴油發(fā)電機(jī)組一般由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制箱、燃油箱、起動(dòng)和控制用蓄電瓶、保護(hù)裝置、應(yīng)急柜等部件組成。風(fēng)力發(fā)電單元(WPU)20年的短使用壽命歸結(jié)于SKiiP?模塊及其可靠的高品質(zhì)封裝技術(shù)。這是一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn),特別是考慮到海上風(fēng)電場(chǎng)增加這一趨勢(shì)。

　　4 加大全功率轉(zhuǎn)換器是大勢(shì)所趨

　　采用電力電子技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在世界各地越來越普及。例如,中國(guó)和美國(guó)大量依靠風(fēng)力發(fā)電以滿足日益增長(zhǎng)的能源需求。在提供有吸引力的能源補(bǔ)貼計(jì)劃的國(guó)家中,可以看出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組數(shù)量明顯增加。

　　另一個(gè)明顯的趨勢(shì)是擺脫雙饋異步電機(jī),轉(zhuǎn)向全功率轉(zhuǎn)換器,因?yàn)楹笳吒菀鬃屵\(yùn)營(yíng)者的要求得到滿足,電網(wǎng)質(zhì)量得到提高。

開機(jī)步驟

　　1、旋動(dòng)燃油微調(diào)操作手柄或按動(dòng)“油機(jī)升速”按鈕，使柴油機(jī)門固定在相當(dāng)于機(jī)組怠速位置（約500-700rpm）。

　　2、打開電源開關(guān)、電源指示燈亮，然后，撳下預(yù)供油按鈕，開動(dòng)預(yù)供泵，每次運(yùn)轉(zhuǎn)不超過30S，如下次運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)不到要求，應(yīng)停30S后重復(fù)一次，直至油壓達(dá)到0.2-0.3MPa時(shí)（僅對(duì)帶預(yù)供油泵），在撳下起動(dòng)按鈕，使柴油機(jī)起動(dòng)，此時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈亮。一、啟動(dòng)前的準(zhǔn)備每次在開機(jī)前必須要檢查柴油機(jī)水箱內(nèi)的冷卻水或防凍液是否滿足，如缺少要加滿。如果撳下起動(dòng)按鈕12S后，柴油機(jī)仍不能起動(dòng)，則應(yīng)待2min后再作第二次起動(dòng)，如連續(xù)三次不能起動(dòng)，應(yīng)檢查并找出故障原因。如遇氣溫較低時(shí)，對(duì)裝有預(yù)熱裝置的機(jī)組，可先將預(yù)熱開關(guān)向外拉到第I位，此時(shí)預(yù)熱器接通，2min后，再將預(yù)熱開關(guān)向外拉到第II位，此時(shí)，在預(yù)熱器接通的同時(shí)，接通電磁閥，燃油進(jìn)入預(yù)熱器，這時(shí)撳下起動(dòng)按鈕，使柴油機(jī)起動(dòng)。起動(dòng)成功后，應(yīng)將預(yù)熱開關(guān)推回原始位置。在起動(dòng)過程中，由于蓄電池電壓跌入較大，可能會(huì)出現(xiàn)監(jiān)控儀的顯示器數(shù)字起伏波動(dòng)，這時(shí)只要按一下“信號(hào)解除”按鈕即可消除此現(xiàn)象。

　　3、柴油機(jī)起動(dòng)后，轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在600-700rpm左右，并密切注意機(jī)油壓力的讀數(shù)，如機(jī)油壓力無指示，應(yīng)立即停機(jī)檢查。

　　4、若低速運(yùn)轉(zhuǎn)正常，可將轉(zhuǎn)速逐漸增加到1000-1200rpm進(jìn)行柴油機(jī)預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)水溫達(dá)50℃，油溫達(dá)45℃左右時(shí)，將轉(zhuǎn)速增加到1545rpm或1575rpm（對(duì)250KW以上機(jī)組），充電指示燈亮，并調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓至額定值，此時(shí)頻率表讀數(shù)應(yīng)指向51.5Hz或52.5Hz（對(duì)250KW以上機(jī)組）。隨著可預(yù)計(jì)的用電需求進(jìn)一步增加，浙江省電力公司預(yù)計(jì)二季度浙江省缺口將達(dá)430萬千瓦左右。

　　5、此時(shí)若機(jī)組工作正常，則可合上自動(dòng)空氣開關(guān)，然后逐漸增加負(fù)載。三、注意觀察運(yùn)行中的工作狀態(tài)發(fā)電機(jī)組在工作中，要有專人值班，經(jīng)常注意觀察可能出現(xiàn)的一系列故障，尤其要注意機(jī)油壓力、水溫、油溫、電壓、頻率等重要因素的變化。注意該空氣開關(guān)帶有失壓保護(hù)裝置，一定要到發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到70%額定電壓以上時(shí)，才有可能合閘（合閘時(shí)，應(yīng)先把開關(guān)手柄往下扣一下再向上合閘）。開關(guān)分閘后，若發(fā)電機(jī)電壓下降到40-70%額定電壓時(shí)，此開關(guān)又會(huì)向上反跳一次，但并不在合閘位置，屬正?，F(xiàn)象。

　　停機(jī)步驟：

　　1、逐漸卸去負(fù)荷，斷開自動(dòng)空氣開關(guān)。

　　2、在空載狀況下，逐漸將轉(zhuǎn)速降低至600-700r/min，待柴油機(jī)水、油溫降至70℃

　　以下時(shí)，再行停機(jī)。