阳光电源总监：中压分能变流器的高可靠性设计及其应用特点
能见APP讯：10月19日-21日，2016年北京国际风能大会暨展览会在中国国际展览中心召开。20日下午，阳光电源股份有限公司风能事业部系统解决方案总监周俭节在“供应链技术创新与合作”分论坛上作了主题发言，分享的主题是，阳光电源中压分能变流器的高可靠性设计及其应用特点。
以下为发言全文：
周俭节：谢谢各位专家，我演讲的题目就是海上风电中压变流器高可靠性设计及其应用。大家都提到可靠性从陆上转到海上，可靠性大家都提到如何来重视，有哪些方案，作为零部件厂家变流器，我们从2005年开始，阳光电源来说，我们从2007年开始成立，一直专注于裂变器这一块，包括光伏大家都很了解，风电这一块还有我们所涉及的电动车和储能这一块不同的业务板块，但是我们核心业务仍然是裂变、整流就是能量转换这一块。
我们进入正题。我汇报的内容主要有四个部分，第一部分是目前海上风电的发展概况，第二部分就是中压变流器可靠性设计。第三部分是从智能运维护这样角度，来辅助可靠性的一些设计角度，最后一个部分就是中亚变流器的一些特点。
目前海上风电的装机量逐年递增的趋势。单机的容量特点还是在3兆瓦以下，目前进入4MW和5MW的主流。目前的装机量虽然攀升但是远不及预期，其中的乐观预期离不开设备方高可靠性的支撑。
单机容量的提升，也是成本的降低和占地面积利用海面积的需求。海上风机的装机规划目前是国内5MW和6MW的机组已经进入了商业的运营，国外也有一些7MW、10MW，甚至更大的一些机组在运营阶段。从全球的角度来看，从制造商，为未来的筹划，都是在单机容量不断的扩大，在生产的应用领域的拓展。从海上风电发展的拐点预期大家都期待已久。第一方面当前的一个示范性的风场的稳定性的观察。第二部分就是政策的引导和节约用海的一理念，对单机容量的提升越来越高。第三部分就是目前我们设备方，也是我们今天坐在一起共同探讨的话题，设备的可靠性。第四部分理性电价，包括一些吸引理性投资，不是像刚才听奥的汇报一样，早期我们热钱以来没有一个事业心，风电是一个长跑性的行业，体现也是体现在这一块。
这是海上风电和陆上风电成本价格的对比，最突出的地方从设备方来看，变流器功能上来看连接电机和电网的桥梁。但是从成本上来看呢，只相当于单只叶片的成本，是绿叶的角色，海上风顶的成本更大部分是在安装工程和传动系统，包括海上的装机这一块吊装这一块的成本，相关的技术板块，海上风电的产业体系，一个是机组的技术，刚刚我们上半场同行有这样的分析，它是从系统的机组海上风电变流器的应用，我在这一块把范围缩小了只谈变流器，或者中压变流器可靠性的特殊设计。它里面有一些抛砖引玉，大家同行会后再加强一些联系。
这是一些海上风电目前我们通常用的一些器件，也是大家技术瓶颈来说，从可靠性的要求来说，都是最为关注的，就是编导体器件，选型上面我们刚刚上半场听了同行了介绍，不同的应用都是从自己的立场来谈一些系统的可靠性，或者设备的可靠性。器件本身的好坏，很难去评估，还是放到系统里面评判它的可靠性。从成熟度来说，我们是国内应用，刚刚同行也有提到，这一块的成熟度更高一些。这一块分析器件的相关特性。这一章的小结就是中亚变流器的优势，我们从前年开始展出海上变流器，这一块的优势我们判断有很多的分析这也是很直观，降低变流，电缆的损耗降到最低，空间上的节省，减少布线的对导线的均流和磨损。另外就是功率等级的扩展也提供了更大的空间，以后从浅海深海进一步发展的时候，这时候对设备方的要求更凸现出来。
一方面风自然的利用率要求更高，第二部分就是维护成本的提高，这一些谈起来都是非常直管。第三部分就是海上风场可达性，出航有一个出航的基本条件，还有一个海上风电环境恶劣性，这样对电器设备来说有高延误的腐蚀性和高湿度的防凝雾这一块的防范设计。这一块变流器有三个方面，一个是主动散热还有被动散热两个方面。提升硬件本身的预量没有放到合适的程度，只能靠被动的把热量带出去，等散出去，通过热交换，还有一些状态监控，大家都在谈大数据，谈智能在线，谈云端，这一些东西的来源基础应该还是来自于对设备状态监测，你的固温点是不是很单一还是说异常下的热点和正常下的热点都要进行相应的在线监测。还有一些系统架构，里面冗余的设计。能发挥它的优势。
可靠性的设计从设备方来说，首先来自于仿真的引领，目前我们电网的适应性，还有一些是凝川对设备方的生产需求。还有一些电网斜坡的控制。对于硬件来说，其实现在随着目前软件的发展，我们还有对热的仿真，还有一些并连系统的均流性的仿真，还有一个针对海上环境的防护设计，对站在变流器的角度，也会涉及到一些特定的环境，就是海底电缆的距离长度，避免模块的热均衡，谈到海上冗余控制的话。比如说我们三项某阻如果其中一个时效能不能自动切换被动的模阻这也是海上及时性的缓冲。
再比如说配电这一块，核心器件的供电要做到冗余，比如说交流PS，不是单纯的交流PS，而是从系统可靠性来说，或者从相互补偿的角度来说，我会不会去选择一款直流的PS更高的提高冗余性设计。
还有一些变流器设备，从一些异常情况下，怎么做到可靠性，比如说防伪的设计，温湿度的影响，雷电的泄放的影响。还有机舱的电缆，还有一些主控的信号线，包括一些感应的影响，这一些都是要考虑的。
从另外一个角度，变流器虽然都是过温点的检测，都有在线式的状态检测，其中已经包含了各点的温度检测，从器件和线缆的阻拦特性来说也是特殊的选型，尽管如此，从防范的角度我们依然会考虑，也有一些设备方进行这方面的选型，我们会不会做一些烟雾的感应器和自动灭火的感应器在设备里。 这也是应对一个异常的可靠性的设计。
从长期的可靠性来说，我们陆上是20年的设计寿命，海上高投入，对设计的要求更高，更高的设计寿命要求，短时间通过一些实验其实是很难体现，也是很难评估的，可能就只能在器件的选型和对器件参数的应用程度，每一家负责任的企业来说，不会吧每一件参数用到百分之百。
而且针对不同的应用场合它的将降额的系数是不一样，同一款产品用到期上的话，它的降额更偏向于可靠性，把成本和可靠性之间做一个平衡。前面谈的都是设计，所有的设计和仿真也好，都要经过最后设备的验证，这是我们公司的验证平台，整机的环境实验平台，进行高温高试的一个老化测试。还有就是十二五公关相面的10MW海上风电中压实验平台，还有5MW电机实验平台等等。刚才说的整机这是一些零部件的实验室设备。这是我们第三方的认证。我们应该是国内算最早的7MW，这是配合做的电机测试，右边是一个实际的显示数据。变流器这一块的设计，就是说设计思路标准和规范化，从精准的仿真设计来引领。
从运维的角度，我们也总结了一些海上风电的特殊性。成本及时性。还有一些标准化对运维的影响，不同的设备方没有对一些环节进行标准设计，这是我个人总结的一个运维的三境界吧，也是后面不同的程度，比如说免运维、预防性运维、纠错性运维。这是我们公司一个智能监控的软件，其中也有一个特色我们要实现远程的软件升级，海上一个距离和可达性，在这一块软件升级的角度来说是更大的。这是中压变器的应用特点。这是我们现有的产品是3300V的电压等级，功率等级从5KW到10KW，这也是相对于AGCT不同的冷却方式。一个多电频的技术，这一块也会涉及到均价技术还有调试的方式。最后一个就是并网滤波器的设计，高压下低开关频率，确保高电能质量输出，同时避免机组群。
最后一个小结风电行是一个长跑型行业设备国产化也是至关重要，增强国产的选择首要前提还是提高设备的可靠性。好，感谢大家。
