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發布時間：2020-12-30 17:04
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． UPS對發電機組的影響：
UPS作為自市電停電到備用柴油發電機組供電的中間段的電源設備可以將蓄電池的電能無地逆變向重要負載供電，從而保證在柴油發電機組啟動供電前負載不斷電，而當柴油發電機組投入使用時，UPS就作為機組的負載，為電池進行充電。5倍X400=1000kVA因此，作為常規的選用，實際所需的機組其容量應不低于1000kVA才能保證任何情況下機組均能穩定工作。整流濾波器件是UPS的主要部件之一，這種非線性負載會向柴油發電機組反射大量的高次諧波，其中以5次和7次諧波危害嚴重，尤其是非線性負載較大而發電機組容量又較小時這種危害就更明顯，主要表現在以下幾種故障現象：
1） 發電機組的輸出電壓突然到440V以上，其后果是造成UPS損壞。
2） 發電機組輸出頻率到50-60Hz，致使UPS保護動作。
3） 發電機組在出現頻率或電壓異常的同時出現嚴重的機械共振現象，柴油機出現有節奏的搖擺和聲音起伏，嚴重時還出現損壞發電機的勵磁回路和AVR。
4） UPS因檢測到過電壓或過頻率而自動關斷整流器，由后備電池組向負載放電或從旁路直接向負載供電。
采用電力電子技術的風力發電設備正在世界各地逐步被采用,特別是在亞洲一些國家和美國,海上風力發電正扮演著越來越重要的角色。隨著時代進步，建筑業，道路工程及工業化設備的快速發展，若同步進行工作，不免會給供電局造成負擔。但是,如果發電系統沒有適當匹配的組件,也提高不了發電效率。SKiiP?智能功率模塊為風力發電機組而進行了優化。對于組件和應用來說就是:更大的電流、并聯運行以及更有效的冷卻。
全球已裝機的具有電子控制系統的風力發電機組中,大約有80%采用用逆變器控制轉子電流的雙饋異步電機。有功功率和視在功率之比稱為發電機的功率因數(力率)，發電機的額定功率因數一般為0。這種電機的主要優點是:只被設計為風力發電單元額定輸出功率的20%,因為80%的功率在定子繞組中產生,定子直接連接到電網。缺陷是滑環接觸和間接控制(系統)維護費用高。在電網受到干擾時,需要非常大的轉子電流在惡劣的環境下保持電網穩定。
可再生能源是常規能源的補充,事實上也正試圖取代常規能源,其主要原因是技術的進步。1概述發電機內冷水處理方法選擇不合理時，很可能導致水質指標達不到標準要求，并且容易發生空心導線的堵塞或腐蝕，嚴重時會使線棒發熱、甚至絕緣燒毀，導致事故停機。特別是在對能源需求很迫切的國家,近年來出現了35km2大小的風力發電場。為了保證電網的穩定性,在電網電壓驟降的情況下對于無功電源和電網穩定性的要求也變得越來越嚴格。基于這個原因,當安裝新的風力發電機組時,越來越多地使用帶有全功率轉換器的同步或異步發電機,因為它們在電網停電時可以支撐電網。該轉換器直接可控,提供與50或60Hz電網頻率好的同步,既可以補償諧波無功功率,又可以產生無功補償。此外,同步發電機可配有許多極(>50),使驅動器部分的齒輪顯得多余。過去,這些齒輪是常見的故障原因。
在各種電源系統所用的逆變器中,考慮到經濟因素以及為了實現好的效率,經常使用額定電壓為690V的逆變器。下面以一個案例分析一下還是以400KVA的UPS為例1）發電機：選用史丹福無刷永磁勵磁形式，LVI634D，其視在功率為1000kVA(發電機容量較大，可耐受更強的諧波沖擊)2）發動機有功功率需要是UPS有功功率1。在通常情況下由阻斷電壓為1700V的IGBT組成的功率轉換器用于與20kV電網進行功率調整的變壓器。很少使用更為昂貴的3.3kV模塊,因為系統需要變壓器,從而使得整個解決方案過于昂貴。
1 采用更大功率和更多的電力電子器件
風力發電機的功率范圍設計得越來越大,雖然對于輸出功率來說位置是重要的因素。柴油發電機的優點：(1)、燃油經濟、熱效高、工況變化時，燃油消耗率曲線變化比較平坦，低負荷下也經濟(2)、工作可靠、耐久。陸上風力發電機中,3MW發電機組已被證明是適用的,與此同時輸出功率為5MW或更高的海上風電場則是更好的解決方案。如果兩種類型的風力發電機組-雙饋異步電機和帶有全功率轉換器的同步/異步發電機都能夠提供相同的輸出,全功率轉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,電力電子技術不僅越來越普及,事實上,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應急電站，更加擴大了該種發電機組的使用范圍。由于在雙饋異步電機中半導體在低溫時的熱度不同,必須采取保護機制才能夠處理。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,海上風力發電機受高濕度的影響,而位于美國德克薩斯州的風力發電機組則暴露在高溫下。因此,使用的冷卻系統必須采用不同的設計。因此,基于豐富的經驗為各種應用開發冷卻解決方案是重要的。
2 解決效率和過壓問題
逆變器效率在98%～99%之間。一個6MW的全功率轉換器由于效率問題將損失約100kW。在冷卻方面,這些緊湊型系統產生的熱量是電子元件的主要問題。如果過冷,將導致在散熱器上形成凝結。這是必須加以考慮的,特別是在高濕度地區。
另一項挑戰是巨大電流換向時產生的過壓。4）UPS因檢測到過電壓或過頻率而自動關斷整流器，由后備電池組向負載放電或從旁路直接向負載供電。由于為500A或者更高電流而設計的模塊已經向一個相對大的空間擴展,它們的雜散電感是不容忽視的。為了應對這兩個問題,不僅需要一個智能的、考慮周全的冷卻概念,還需要更好的直流環節設計。需要能夠幫助充分利用風力發電的專業知識、經驗和經過優化的專用模塊,以滿足風力發電機組運營者的需求。
截止2009年底,全球安裝的風力發電機組總輸出功率為122GW,其中57GW采用了賽米控開發的方案。
3 設計和封裝技術的改進
緊湊型設計中的高可靠性和使用壽命長是風力發電機的首要任務,特別是因為系統維護費用昂貴且復雜,會導致經濟損失,因為停機時無法產生電能從而沒有收益。柴油發電機組一般由柴油機、發電機、控制箱、燃油箱、起動和控制用蓄電瓶、保護裝置、應急柜等部件組成。風力發電單元(WPU)20年的短使用壽命歸結于SKiiP?模塊及其可靠的高品質封裝技術。這是一個重要的優點,特別是考慮到海上風電場增加這一趨勢。
4 加大全功率轉換器是大勢所趨
采用電力電子技術的風力發電機在世界各地越來越普及。例如,中國和美國大量依靠風力發電以滿足日益增長的能源需求。在提供有吸引力的能源補貼計劃的國家中,可以看出風力發電機組數量明顯增加。
另一個明顯的趨勢是擺脫雙饋異步電機,轉向全功率轉換器,因為后者更容易讓運營者的要求得到滿足,電網質量得到提高。
開機步驟
1、旋動燃油微調操作手柄或按動“油機升速”按鈕，使柴油機門固定在相當于機組怠速位置（約500-700rpm）。
2、打開電源開關、電源指示燈亮，然后，撳下預供油按鈕，開動預供泵，每次運轉不超過30S，如下次運轉達不到要求，應停30S后重復一次，直至油壓達到0.2-0.3MPa時（僅對帶預供油泵），在撳下起動按鈕，使柴油機起動，此時，運轉指示燈亮。一、啟動前的準備每次在開機前必須要檢查柴油機水箱內的冷卻水或防凍液是否滿足，如缺少要加滿。如果撳下起動按鈕12S后，柴油機仍不能起動，則應待2min后再作第二次起動，如連續三次不能起動，應檢查并找出故障原因。如遇氣溫較低時，對裝有預熱裝置的機組，可先將預熱開關向外拉到第I位，此時預熱器接通，2min后，再將預熱開關向外拉到第II位，此時，在預熱器接通的同時，接通電磁閥，燃油進入預熱器，這時撳下起動按鈕，使柴油機起動。起動成功后，應將預熱開關推回原始位置。在起動過程中，由于蓄電池電壓跌入較大，可能會出現監控儀的顯示器數字起伏波動，這時只要按一下“信號解除”按鈕即可消除此現象。
3、柴油機起動后，轉速應控制在600-700rpm左右，并密切注意機油壓力的讀數，如機油壓力無指示，應立即停機檢查。
4、若低速運轉正常，可將轉速逐漸增加到1000-1200rpm進行柴油機預熱運轉，當水溫達50℃，油溫達45℃左右時，將轉速增加到1545rpm或1575rpm（對250KW以上機組），充電指示燈亮，并調整發電機電壓至額定值，此時頻率表讀數應指向51.5Hz或52.5Hz（對250KW以上機組）。隨著可預計的用電需求進一步增加，浙江省電力公司預計二季度浙江省缺口將達430萬千瓦左右。
5、此時若機組工作正常，則可合上自動空氣開關，然后逐漸增加負載。三、注意觀察運行中的工作狀態發電機組在工作中，要有專人值班，經常注意觀察可能出現的一系列故障，尤其要注意機油壓力、水溫、油溫、電壓、頻率等重要因素的變化。注意該空氣開關帶有失壓保護裝置，一定要到發電機電壓達到70%額定電壓以上時，才有可能合閘（合閘時，應先把開關手柄往下扣一下再向上合閘）。開關分閘后，若發電機電壓下降到40-70%額定電壓時，此開關又會向上反跳一次，但并不在合閘位置，屬正常現象。
停機步驟：
1、逐漸卸去負荷，斷開自動空氣開關。
2、在空載狀況下，逐漸將轉速降低至600-700r/min，待柴油機水、油溫降至70℃
以下時，再行停機。
