永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理和前景 　　我國風(fēng)能資源非常豐富，可開發(fā)的風(fēng)能潛力巨大。根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國陸地風(fēng)能資源可開發(fā)量大約有23.8億千瓦，海上風(fēng)能資源可開發(fā)量約2億千瓦。我國風(fēng)能資源比較集中，“三北”地區(qū)（華北、東北和西北）以及東南沿海地區(qū)、沿海島嶼潛在風(fēng)能資源開發(fā)量約占全國的80%.風(fēng)能資源與煤炭資源的地理分布具有較高的重合度，與電力負(fù)荷則呈逆向分布。 “十三五”時(shí)期，我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量占發(fā)電機(jī)總?cè)萘勘壤龑⑦M(jìn)一步加大，出于電網(wǎng)考慮，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組必須在“低電壓穿越”保障下“御風(fēng)而行”。根據(jù) 發(fā)改委能源研究所有關(guān)人士透露，2020年陸地風(fēng)電的成本將與煤電持平，之后風(fēng)電將逐步脫離 補(bǔ)貼，“降低成本”也成為風(fēng)電行業(yè)未來發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚(yáng)州市引江發(fā)電設(shè)備有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)低成本制造，使機(jī)組極易實(shí)現(xiàn)低電壓穿越，在國內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先水平。 永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于機(jī)械損耗小、運(yùn)行效率高、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)成為繼雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組之后的又一重要風(fēng)力發(fā)電機(jī)型受到社會廣泛關(guān)注，并逐漸開始投入使用。永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由風(fēng)力機(jī)、永磁同步發(fā)動機(jī)、變頻器和變壓器組成。 （1）基本原理 永磁同步風(fēng)力發(fā)電的基本原理，就是利用風(fēng)力帶動風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，拖動永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類似，只是所采用的發(fā)電機(jī)為永磁式發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子為永磁式結(jié)構(gòu)，不需外部提供勵磁電源，提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實(shí)現(xiàn)的，把永磁同步發(fā)電機(jī)的變頻的交流電通過變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)，因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。 （2）技術(shù)特點(diǎn) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和更新，由于永磁材料性能和電力電子裝置的改善，永磁同步發(fā)電機(jī)已變得越來越具吸引力了。 采用永磁同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1）永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)不需要勵磁裝置，具有重量輕、效率高、功率因數(shù)高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)；2）變速運(yùn)行范圍寬，即可超同步運(yùn)行也可以亞同步運(yùn)行；3）轉(zhuǎn)子無勵磁繞組，磁極結(jié)構(gòu)簡單、變頻器容量小，可以做成多極電機(jī)；4）同步轉(zhuǎn)速降低，使風(fēng)輪機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)可直接耦合，省去了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱，減小了發(fā)電機(jī)的維護(hù)工作并降低噪聲，使直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。 （3）適用場合 1）在電力供應(yīng)匱乏、交通不便、燃料短缺，但是風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以解決部分用電問題，如為高速公路照明設(shè)備提供電源等；2）在單機(jī)容量比較小的風(fēng)場，永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠并網(wǎng)發(fā)電；3）為農(nóng)村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺站等偏遠(yuǎn)、負(fù)載較輕的用戶，提供電力。

國內(nèi)外柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制技術(shù)的現(xiàn)狀如何 一、引言 用今天的眼光看，柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制的水平，國內(nèi)國外已經(jīng)不存在很大的差別，經(jīng)過國內(nèi)從事柴油發(fā)電機(jī)組控制的科研人員多年不懈地努力，我們今天終于可以挺直腰桿，自豪地講，我們己經(jīng)看到了世界先進(jìn)水平，我們正在追趕世界先進(jìn)水平， 我們將要趕上世界先進(jìn)水平。那么，我們在哪些方面做出了進(jìn)步?在那些領(lǐng)域還存在不足呢?回顧國內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制的成長經(jīng)歷，分析中國電信的發(fā)展對發(fā)電機(jī)組自動化控制的推動，比較國內(nèi)外同行業(yè)的差距，緊跟國際自動化控制先進(jìn)模式的步伐;我們沿著這條主線做一淺析，希望能能起到拋磚引玉的作用，對業(yè)內(nèi)同行帶來一定的啟發(fā)。 二、回顧發(fā)展歷程，分析國內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制現(xiàn)狀 回顧國內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制的發(fā)展，大概可以劃分為四個(gè)階段: 1、以時(shí)間繼電器和中間繼電器為主構(gòu)成的自動化控制系統(tǒng)，這種模式當(dāng)時(shí)在同行業(yè)中非常普遍，而且也以相當(dāng)?shù)呐客断蚴袌?，突出的弱點(diǎn)是功能簡單、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)調(diào)試?yán)щy、可靠性差，終沒有得到用戶的認(rèn)可。 2、用分離電子元器件組成延時(shí)電路和邏輯判斷電路來實(shí)現(xiàn)的自動化系統(tǒng)，這種模式相對于 種模式，有了很大的進(jìn)步， 如果精心設(shè)計(jì)，提高工藝水平，應(yīng)該能取得很好的效果。但是，在那個(gè)企業(yè)大而全的年代，每個(gè)企業(yè)各自為戰(zhàn)，造成批量小、工藝落后、質(zhì)量無法保證，所以這個(gè)階段延續(xù)時(shí)間也較短。 3、隨著改革開放，國外各種新鮮器件紛紛出現(xiàn)在國人面前，PLC(可編程序控制器)以性能穩(wěn)定、方便靈活的優(yōu)勢迅速成為機(jī)組自動化控制領(lǐng)域的主力，時(shí)至今日仍有企業(yè)在應(yīng)用。這種模式的優(yōu)點(diǎn)相對于前兩種較為明顯，但也逐步顯露出一些缺陷，如:外圍電路復(fù)雜，需配置轉(zhuǎn)速、電壓等判斷電路及供電電源、端口擴(kuò)展繼電器等器件;造價(jià)相對較高(帶AD轉(zhuǎn)換的PLC動輒上萬元)。PLC是很可靠的，但它畢竟不是專門為我們這個(gè)行業(yè)而設(shè)計(jì)的，所以以 PLC為核心構(gòu)成的柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制系統(tǒng)注定是一個(gè)匆匆的過客，隨著技術(shù)的飛速發(fā)展很快失去了優(yōu)勢。 4、控制系統(tǒng)功能模塊化思路的出現(xiàn)，徹底解決了困擾發(fā)電機(jī)組控制領(lǐng)域的難題，這即是以專用控制器為核心構(gòu)成的自動化系統(tǒng)，這些專用控制器為發(fā)電機(jī)組量身打造，集多種功能于一身，甩掉了復(fù)雜的外圍電路，使自動化控制系統(tǒng)一下子變得簡單了。 這些專用控制器大多采用了先進(jìn)的微處理器及控制技術(shù)，可靠性和環(huán)境適應(yīng)能力較PLC大大提高，同時(shí)，很多參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況而設(shè)定，使用起來非常靈活。 目前，我們已經(jīng)處在第四個(gè)階段十余年了，這種模式的生命力，隨著技術(shù)的發(fā)展顯示了越來越強(qiáng)大的生命力，可以說這種控制系統(tǒng)功能模塊化就是柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制的現(xiàn)狀。

柴油發(fā)電機(jī)組的機(jī)組功率標(biāo)定 油機(jī)發(fā)電機(jī)組是由柴油發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)組合而成的。柴油發(fā)電機(jī)允許使用的 功率受零部件的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷的限制，因此，需規(guī)定允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的 功率，稱為標(biāo)定功率。 柴油發(fā)電機(jī)不能超過標(biāo)定功率使用，否則會縮短其使用壽命，&至可能造成事故。 1.柴油機(jī)的標(biāo)定功率 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在柴油發(fā)電機(jī)銘牌上的標(biāo)定功率分為下列四類： (1)15分鐘功率即柴油發(fā)電機(jī)允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)15分鐘的 有效功率。是短時(shí)間內(nèi)可能超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和要求具有加速性能的標(biāo)定功率，如汽車、摩托車等柴油發(fā)電機(jī)的標(biāo)定功率。 (2)1小時(shí)功率即柴油發(fā)電機(jī)允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1小時(shí)的 有效功率。如輪式拖拉機(jī)、機(jī)車、船舶等柴油發(fā)電機(jī)的標(biāo)定功率。 (3)12小時(shí)功率即柴油發(fā)電機(jī)允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)12小時(shí)的 有效功率。如電站機(jī)組、工程機(jī)械用的柴油發(fā)電機(jī)標(biāo)定功率。 (4)持續(xù)功率即柴油發(fā)電機(jī)允許長時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的 有效功率。 對于一臺機(jī)組，柴油機(jī)輸出的功率是指它的曲軸輸出的機(jī)械功率。根據(jù)GB1105-74規(guī)定，電站用柴油機(jī)的功率標(biāo)定為12小時(shí)功率。即柴油機(jī)在大氣壓力為101.325kPa，環(huán)境氣溫為20℃，相對濕度為50%標(biāo)準(zhǔn)工況下，柴油機(jī)以額定轉(zhuǎn)速連續(xù)12小時(shí)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，達(dá)到的有效功率，用Ne表示。 美國康明斯NT系列柴油機(jī)，其功率分為持續(xù)功率和備用功率，兩者功率之比為0.91:1,相當(dāng)于我國12小時(shí)功率和持續(xù)功率之分。 2.交流同步發(fā)電機(jī)的額定功率 交流同步發(fā)電機(jī)的額定功率是指在額定轉(zhuǎn)速下長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，輸出的額定電功率，用PH表示。 根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境和技術(shù)要求，機(jī)組輸出的額定功率，由下式進(jìn)行計(jì)算: PH=K1·n(K2K3NeH-Np)(kw) 式中PH—同步交流發(fā)電機(jī)輸出的額定功率(kw)； NeH—柴油機(jī)輸出的額定功率(PS)； K1—單位變換系數(shù)(即kW/PS)K1=0.736； K2—柴油機(jī)功率修正系數(shù)； K3—環(huán)境條件修正系數(shù)； n—同步交流發(fā)電機(jī)的效率； Np—柴油機(jī)風(fēng)扇及其他輔助件消耗的機(jī)械功率(PS)。 通常我們把柴油機(jī)輸出額定功率(PS)與同步交流發(fā)電機(jī)輸出的額定功率(kw)之比，稱為匹配比，用K表示，即 K值的大小受當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?、環(huán)境溫度和相對濕度等多種因素的影響，對于在平原上使用一般要求的機(jī)組，通常K值取1.6對使用要求較高的機(jī)組K值應(yīng)取2。