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　　采用電力電子技術的風力發電機組在世界各地越來越普及。賽米控為客戶提供結合有電力電子技術的專用解決方案和技術支持。

　　風力發電正在世界各地穩步被采用，特別是在亞洲和美國，海上風力發電正扮演著越來越重要的角色。但是，如果發電系統沒有適當匹配的組件，的位置和高風速是有好處的。SKiiP?智能功率模塊為風力發電機組而進行了優化。更重要的是，賽米控在這一領域中的寬廣專業知識可確保為客戶帶來廣泛的設計支持。一種集成的方法和具有靈活性的思維方式 正是這些的能力使這家供應商得以應付風力發電應用中向全功率轉換系統轉移的不斷增長的需求。對于組件和應用來說就是：更大的電流，并聯運行以及更加有效的冷卻。

　　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。這種電機的主要優點是，它只被設計為風力發電單元額定輸出功率的約20，因為80的功率在定子繞組中產生，定子直接連接到電網。然而，的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困難的環境下持電網穩定。

　　可再生能源不僅被用于對常規能源方式的補充，事實上正在取代常規能源，一個主要原因是技術的進步。特別是在對能源需求很多的國家，近年來出現了35 km2大的風力發電場。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，正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電網頻率佳的同步，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。

　　各種系統所用的逆變器中，考慮到經濟因素以及為了實現佳的效率，經常使用額定電壓為690 V的逆變器。在通常情況下會一個由阻斷電壓為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3.3 kV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。

　　更大功率，更多的電力電子

　　風力發電機正被設計為覆蓋越來越大的功率范圍，雖然對于輸出功率來說位置是重要的因素。陸上風力發電機中，3MW發電機組已被證明是經濟的，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，它們需要滿足的要求也正不斷地改變。由于雙饋異步電機中半導體在低溫時加熱不同，必須采取保護機制才能夠處理之。組件必須滿足的新且不斷變化的要求的進一步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，而位于得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個應用開發冷卻解決方案是重要的。

　　圖1：取決于風力發電機組的預定位置存在不同的氣候條件。例如，中國和蒙古的極端氣候條件在溫度和相對濕度方面是有些矛盾的，這就是為什么這里使用的電力電子系統都必須經過調整，以滿足這些非常要求。

　　解決常見問題的正確知識

　　逆變器效率在98-99之間。一個6MW的全功率轉換器將因此損失約100kW。在冷卻方面，這些緊湊型系統產生的熱量被證明是電子元件的主要問題。如果冷卻劑太冷，這將導致凝結，以至于在散熱器上形成冷卻劑凝結。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。由于為500A或者更高電流而設計的模塊的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。為了對付這兩個問題，不僅需要一個智能的、考慮周全的冷卻概念，還需要佳的直流環節設計。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，以確保只需付出少的努力來滿足風力發電機組運營者的需求。

　　截止2009年底，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。但是，作為電力電子市場者多年以來所建立的豐富風力發電經驗并沒有止步于單純提供IPM模塊供應上。事實上，賽米控還積極參與新風力發電機組的設計，此時公司的經驗和協同效應顯得非常有用。提供系統保護領域的咨詢服務，如過流或過壓保護，也是賽米控服務組合的重要組成部分。賽米控公司還生產逆變器子系統，這就是為什么風力發電機組模塊的在個別元件尺寸領域具有相當的專業知識。這個專業知識對逆變器制造商來說是重要的，因為有助于他們適當地配置直流母線電路，以確保不僅符合應用規范，而且也實現使用壽命的延長。

圖2：海上風力發電所產生的1.471 MW電能中有88 (據 2008) 使用的是SKiiP模塊。

(來源：http://www.renewableenergyworld.com)

　　設計和封裝技術的改進

　　不同的位置意味著不同的要求和問題。這一點賽米控是非常了解的，并已將其作為IPM改進中需要考慮的因素。SKiiP?系列目前已經是第四代產品了。緊湊型設計中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。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。

圖3：SKiiP4，所有緊湊型設計中可靠性高，使用壽命延長

　　得益于絕緣基板（DCB）上優化的芯片分布、低電感模塊設計以及對稱的電流分布，SKiiP模塊的功率密度約為競爭對手產品的20倍。所有SKiiP模塊都以一個單元的形式提供，包括散熱器，電力電子和柵極驅動器。有兩個標準散熱器可供客戶選擇，或者選擇一個定制開發的散熱器方案。

圖4：與標準帶基板鉛焊模塊相比，SKiiP4 IPM擁有7.5倍的溫度循環能力。

　　增長和全功率轉換器是主要趨勢

　　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。

　　賽米控充分認識到這些挑戰和需求，在風電行業擁有多年的經驗。電力電子市場的者賽米控生產用于風力發電領域的電力電子產品，設計和制造自己的產品，并為客戶提供開發支持。20年來，賽米控因其與的風力發電機制造商合作促進了所有重要的協同作用。賽米控在風力發電領域發揮了關鍵作用，將來也將繼續如此。

　　無論是風力發電機組數量的增長以及轉向全尺寸轉換器趨勢使得對電力電子產品需求增加。憑借其創新的產品，賽米控認為自己已準備好應對由此而產生的新挑戰，在風力發電技術中的制定新標準。