永磁還是雙饋？

永磁還是雙饋？

在風(fēng)電行業(yè)，關(guān)于現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該使用永磁發(fā)電機(jī)還是雙饋發(fā)電機(jī)至今仍然存在爭(zhēng)議。很多技術(shù)專(zhuān)家及行業(yè)意見(jiàn)領(lǐng)袖都曾建議使用雙饋電機(jī)，并且表達(dá)了對(duì)于永磁發(fā)電機(jī)技術(shù)的種種疑慮。斯維奇認(rèn)為，無(wú)論使用何種評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器系統(tǒng)是目前業(yè)界最好的技術(shù)。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)一：全生命周期成本效率

總有聲音認(rèn)為永磁發(fā)電機(jī)和全功率變流器系統(tǒng)比雙饋系統(tǒng)貴。實(shí)際上，研究證明，當(dāng)把所有的投資及運(yùn)營(yíng)所需的成本都考慮進(jìn)去時(shí)，永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器系統(tǒng)比雙饋系統(tǒng)在機(jī)組的全生命周期內(nèi)更便宜，更劃算。

裝配有永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器的風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)之后具有較低的成本，這相對(duì)裝有雙饋系統(tǒng)的機(jī)組來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。雙饋技術(shù)滿足電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)需要增加硬件及軟件設(shè)備，從而增加成本；永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器傳動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)具有諸如發(fā)無(wú)功及低電壓穿越的功能，這樣便拉平了和雙饋設(shè)備初始投資成本之間的差距。

從長(zhǎng)期來(lái)看，永磁技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是能夠發(fā)出更多的電，因?yàn)樗墓β是€具有更高效率。永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器傳動(dòng)系統(tǒng)能夠在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)確實(shí)地提高風(fēng)電機(jī)組效率。在100%功率條件下，永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器傳動(dòng)系統(tǒng)與雙饋及雙饋?zhàn)兞髌鞯男氏嗨?。然而?00%功率的風(fēng)況并不常見(jiàn)。在通常風(fēng)況下，永磁傳動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)被證實(shí)更有效率。不管是從運(yùn)行性能、電機(jī)損耗、變流器功率范圍還是風(fēng)況的角度來(lái)看，永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器傳動(dòng)系統(tǒng)都被證明有更高的年發(fā)電量。

永磁發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)還能夠提高可靠性，從而使機(jī)組運(yùn)維費(fèi)用較低。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，永磁發(fā)電機(jī)具有更少的電氣故障和效率（故障率 0.59/年，其他技術(shù)的故障率為0.69/年）。從停機(jī)時(shí)間考量，最新的永磁發(fā)電機(jī)更可靠，其停機(jī)時(shí)間為 1.98天/年，而其他技術(shù)的停機(jī)時(shí)間為＞2.36故障天數(shù) /年。NextWind最新研究報(bào)告中估計(jì)：雙饋機(jī)組每年的服務(wù)成本，包括其齒輪箱所需的額外費(fèi)用，總計(jì)比永磁機(jī)組的服務(wù)成本高 20%－30%。

此外，稀土原材料價(jià)格不穩(wěn)定、來(lái)源有限一直被認(rèn)為是永磁發(fā)電機(jī)的固有風(fēng)險(xiǎn)。其實(shí)，稀土磁鋼的價(jià)格和以往相比已經(jīng)降低了很多，而且在較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)趨于穩(wěn)定。并且，通過(guò)磁鋼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也可以優(yōu)化使用所需的稀土量。所以永磁發(fā)電機(jī)的這部分價(jià)格溢價(jià)可以被消除。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)二：可靠性及可利用率

有些人錯(cuò)誤地認(rèn)為永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器解決方案會(huì)需要很多不可靠的電力電子設(shè)備。實(shí)際上，永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器系統(tǒng)所使用的電力電子設(shè)備數(shù)量和雙饋系統(tǒng)相當(dāng)，只不過(guò)雙饋?zhàn)兞髌魉璧墓β实燃?jí)較低而已。無(wú)論是永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器傳動(dòng)系統(tǒng)，還是雙饋發(fā)電機(jī)及雙饋?zhàn)兞髌飨到y(tǒng)，電力電子設(shè)備的故障率都會(huì)導(dǎo)致同樣的結(jié)果。

NextWind的研究報(bào)告得出結(jié)論：和雙饋發(fā)電機(jī)相比，永磁發(fā)電機(jī)有更高的可靠性并且維護(hù)成本更低；因?yàn)橛来虐l(fā)電機(jī)在高熱運(yùn)行環(huán)境下性能更優(yōu)異，而且永磁發(fā)電機(jī)無(wú)需滑環(huán)和編碼器。Sciemus最新的研究報(bào)告也證實(shí)“和其他技術(shù)的發(fā)電機(jī)（故障率為0.12－0.14/年）相比，永磁發(fā)電機(jī)更可靠（故障率為0.11/年）”。

永磁發(fā)電機(jī)需要使用釹鐵硼磁鋼，該磁鋼對(duì)于腐蝕和熱很敏感。因此，有些專(zhuān)家認(rèn)為過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致電流損失迅速攀升。這些專(zhuān)家還錯(cuò)誤地認(rèn)為釹鐵硼磁鋼有極性翻轉(zhuǎn)及去磁的風(fēng)險(xiǎn)。事實(shí)上，釹鐵硼磁鋼都有涂層保護(hù)，可以非常有效的使其免于腐蝕。在組裝轉(zhuǎn)子的時(shí)候也會(huì)使用氣密封裝，這也會(huì)起到保護(hù)作用。

從制造的角度看，為了保證永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器系統(tǒng)的性能，合適的生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及工程制造水平都是必需的要素。為直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)大型的永磁發(fā)電機(jī)需要更高的專(zhuān)業(yè)工藝水準(zhǔn)。實(shí)際上，轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙精度要求很高，當(dāng)需要生產(chǎn)一個(gè)直徑達(dá) 6米的元部件時(shí)，不是所有的工廠都能夠做到維持這一精度標(biāo)準(zhǔn)。但是，只要設(shè)計(jì)得當(dāng)，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行到位，在大型直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的生產(chǎn)過(guò)程中就能夠達(dá)到高精度水準(zhǔn)，而不需要再采取額外的工藝。

永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器解決方案和雙饋方案相比，維護(hù)更方便。由于不需要滑環(huán)和電刷，而且更容易符合電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，永磁發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)提高了可靠性并使之便于維護(hù)。Sciemus最新的風(fēng)能研究報(bào)告同時(shí)確認(rèn)：永磁發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)擁有“較低的故障率”；該報(bào)告同時(shí)指出：就停機(jī)時(shí)間來(lái)說(shuō)，考慮到 7種模式下最低的故障率，最新的永磁發(fā)電機(jī)設(shè)備是最可靠的。