發(fā)電機(jī)組主要參數(shù)

　　當(dāng)前,性能優(yōu)良的柴油發(fā)電機(jī)是一個(gè)功能完善、功率容量范圍大、對(duì)環(huán)境和場(chǎng)地條件要求低、安裝使用方便的小型發(fā)電設(shè)備。其使用相對(duì)廣泛,輸出容量從數(shù)KVA到數(shù)兆VA。柴油發(fā)電機(jī)組主體主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)三部分組成。平均每周需要5小時(shí)來減載負(fù)荷，這導(dǎo)致企業(yè)不得不重新啟用柴油發(fā)電機(jī)。其中與現(xiàn)代柴油發(fā)電機(jī)組配套的同步交流發(fā)電機(jī)由于性能及結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，普遍采用自勵(lì)恒壓型,通常選用自激式同步交流發(fā)電機(jī)和PMG永磁式激勵(lì)式同步交流發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)組包括以下幾項(xiàng)主要性能參數(shù)。

　　電壓調(diào)整率：在負(fù)載功率因數(shù)為0.8-1、負(fù)載空載至滿載變化、從冷機(jī)到滿機(jī)及轉(zhuǎn)速下跌4.5%以內(nèi)等情況下,電壓調(diào)整率可以控制在±1%以內(nèi)。

　　頻率調(diào)整率：負(fù)載從0-90%范圍內(nèi)變化,頻率穩(wěn)定不變。

　　隨機(jī)頻率波動(dòng)：負(fù)載處于0-90%功率之間任何值,隨機(jī)頻率波動(dòng)率更大值±0.25%。

　　電壓波形：電路開路空載,更大總波形畸變1.5%,只相平衡負(fù)載更大總波形畸變5%。

　　二、發(fā)電機(jī)使用中容易產(chǎn)生的問題

　　金融業(yè)機(jī)房一般采用“市電——發(fā)電機(jī)——UPS”并機(jī)系統(tǒng)組成的供電系統(tǒng)。系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)的負(fù)載主要包括UPS、機(jī)房空調(diào)、應(yīng)急照明、消防電梯等,這些負(fù)載啟動(dòng)或運(yùn)行時(shí)都會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生振蕩和干擾。5、排氣消聲器，阻抗復(fù)合型消聲器的采用，大大降低了廢氣排放出時(shí)的噪音。盡管在組成“市電——發(fā)電機(jī)——UPS”供電系統(tǒng)時(shí),發(fā)電機(jī)的負(fù)載量在其額定輸出容量范圍內(nèi)，但在實(shí)際情況中，市電中斷而發(fā)電機(jī)投人運(yùn)行過程中卻經(jīng)常發(fā)生工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生多種使“發(fā)電機(jī)——UPS”系統(tǒng)不能正常工作的現(xiàn)象。

　　1、負(fù)載反饋的波動(dòng)電壓造成發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定度較差，常出現(xiàn)發(fā)電機(jī)組輸出電壓振蕩現(xiàn)象。UPS整流器允許的輸人電壓范圍一般在±15%巧或更寬,發(fā)電機(jī)的輸出電壓不穩(wěn)定對(duì)其影響較小。

　　2、UPS整流器的輸人諧波造成多個(gè)過零點(diǎn)。

　　3、發(fā)電機(jī)的頻率（轉(zhuǎn)速）振蕩一般情況下，頻率振蕩比電壓、電流振蕩范圍小，但影響比較大，導(dǎo)致UPS處于頻繁切換及非正常工作狀態(tài)。頻率振蕩一般在±5%以內(nèi)，由于負(fù)載有規(guī)律地忽大忽小，造成發(fā)電機(jī)組工作也忽強(qiáng)忽弱，加劇機(jī)組振動(dòng)，加速機(jī)械磨損,甚至引起機(jī)件嚴(yán)重?fù)p壞。一、圓盤發(fā)電機(jī)簡介圓盤發(fā)電機(jī)制構(gòu)造跟現(xiàn)代的發(fā)電機(jī)不同，在磁場(chǎng)所中轉(zhuǎn)動(dòng)的不是線圈，而是一個(gè)紫銅做的圓盤。頻率振蕩明顯的特征之一，即柴油機(jī)工作噪聲有規(guī)律地忽大忽小，因此必須引起高度重視。

　　4、工作不正?？照{(diào)壓縮機(jī)啟動(dòng)和電梯升降的瞬間會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)生±Hz頻率漂移,造成UPS頻繁切換。當(dāng)頻率、電壓振蕩變化超出UPS輸入工作范圍時(shí)，UPS由蓄電池供電,而發(fā)電機(jī)在無UPS負(fù)載時(shí)恢復(fù)正常，隨即UPS又自動(dòng)投人，這樣交錯(cuò)進(jìn)行。一、燃油摻水方式燃油摻水的方法有進(jìn)氣管噴水和乳化柴油等，進(jìn)氣管噴水的主要作用是吸熱和稀釋燃油密度。頻率漂移會(huì)對(duì)UPS正常運(yùn)行產(chǎn)生兩方面影響。

　?、俨荒芘月贰Ｔ谂月冯娫吹念l率和電壓處于允許的范圍內(nèi)，UPS的逆變器輸出跟蹤旁路電源，逆變電源與旁路電源鎖相、同步。當(dāng)旁路電源由發(fā)電機(jī)提供時(shí)，頻率會(huì)發(fā)生快速的變化。需要注意的是冬季儲(chǔ)水箱需防凍，并要求隨負(fù)荷大小自動(dòng)調(diào)節(jié)噴水量等。當(dāng)頻率變化超出預(yù)先設(shè)定的極限值時(shí),逆變器頻率變化就跟不上旁路電源的頻率變化。這時(shí)靜態(tài)旁路開關(guān)將禁止切換到旁路在這種情況下切換，有可能造成逆變器過流、短路。在這種旁路電源頻率無法跟蹤的狀況下，UPS只會(huì)發(fā)出警示性告警，逆變器仍繼續(xù)提供電源給負(fù)載。

　?、陔姵貕勖s短。瞬間的大負(fù)載波動(dòng)可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)頻率產(chǎn)生±5Hz的漂移，這將導(dǎo)致可控硅整流器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與輸入交流電失去同步，造成整流器關(guān)閉。隨機(jī)頻率波動(dòng)：負(fù)載處于0-90%功率之間任何值,隨機(jī)頻率波動(dòng)率更大值±0。在整流器重新啟動(dòng)進(jìn)人正常工作期間，UPS轉(zhuǎn)為電池供電，這樣過分的放電循環(huán)將明顯縮短電池壽命，更嚴(yán)重的情形是會(huì)將電池能量全部放光，中斷輸出。

采用電力電子技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)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(fēng)力發(fā)電正扮演著越來越重要的角色。但是,如果發(fā)電系統(tǒng)沒有適當(dāng)匹配的組件,也提高不了發(fā)電效率。為了得到較高的效率，汽輪機(jī)一般做成高速的，通常為3000轉(zhuǎn)／分（頻率為50赫）或3600轉(zhuǎn)／分（頻率為60赫）。SKiiP?智能功率模塊為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組而進(jìn)行了優(yōu)化。對(duì)于組件和應(yīng)用來說就是:更大的電流、并聯(lián)運(yùn)行以及更有效的冷卻。

　　全球已裝機(jī)的具有電子控制系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中,大約有80%采用用逆變器控制轉(zhuǎn)子電流的雙饋異步電機(jī)。這種電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:只被設(shè)計(jì)為風(fēng)力發(fā)電單元額定輸出功率的20%,因?yàn)?0%的功率在定子繞組中產(chǎn)生,定子直接連接到電網(wǎng)。在1998年前，國內(nèi)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理主要以加緩蝕劑處理技術(shù)為主。缺陷是滑環(huán)接觸和間接控制(系統(tǒng))維護(hù)費(fèi)用高。在電網(wǎng)受到干擾時(shí),需要非常大的轉(zhuǎn)子電流在惡劣的環(huán)境下保持電網(wǎng)穩(wěn)定。

　　可再生能源是常規(guī)能源的補(bǔ)充,事實(shí)上也正試圖取代常規(guī)能源,其主要原因是技術(shù)的進(jìn)步。特別是在對(duì)能源需求很迫切的國家,近年來出現(xiàn)了35km2大小的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。為了保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性,在電網(wǎng)電壓驟降的情況下對(duì)于無功電源和電網(wǎng)穩(wěn)定性的要求也變得越來越嚴(yán)格?；谶@個(gè)原因,當(dāng)安裝新的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí),越來越多地使用帶有全功率轉(zhuǎn)換器的同步或異步發(fā)電機(jī),因?yàn)樗鼈冊(cè)陔娋W(wǎng)停電時(shí)可以支撐電網(wǎng)。直導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小則與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度v及導(dǎo)體長度L成正比，當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，導(dǎo)體中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。該轉(zhuǎn)換器直接可控,提供與50或60Hz電網(wǎng)頻率好的同步,既可以補(bǔ)償諧波無功功率,又可以產(chǎn)生無功補(bǔ)償。此外,同步發(fā)電機(jī)可配有許多極(>50),使驅(qū)動(dòng)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(tǒng)所用的逆變器中,考慮到經(jīng)濟(jì)因素以及為了實(shí)現(xiàn)好的效率,經(jīng)常使用額定電壓為690V的逆變器。在通常情況下由阻斷電壓為1700V的IGBT組成的功率轉(zhuǎn)換器用于與20kV電網(wǎng)進(jìn)行功率調(diào)整的變壓器。同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)(很少采用)交流發(fā)電機(jī)還可分為單相發(fā)電機(jī)與三相發(fā)電機(jī)。很少使用更為昂貴的3.3kV模塊,因?yàn)橄到y(tǒng)需要變壓器,從而使得整個(gè)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(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率范圍設(shè)計(jì)得越來越大,雖然對(duì)于輸出功率來說位置是重要的因素。陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)中,3MW發(fā)電機(jī)組已被證明是適用的,與此同時(shí)輸出功率為5MW或更高的海上風(fēng)電場(chǎng)則是更好的解決方案。如果兩種類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組-雙饋異步電機(jī)和帶有全功率轉(zhuǎn)換器的同步/異步發(fā)電機(jī)都能夠提供相同的輸出,全功率轉(zhuǎn)換器的功率必須高出5倍。價(jià)格戰(zhàn)本身是一種市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)手段，具有殺傷力強(qiáng)、短平快等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣大廠商所看好和采用，尤其是在一些特定的行業(yè)更為普遍。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(jī)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(shù)不僅越來越普及,事實(shí)上,它們滿足的要求也正不斷地改變。由于在雙饋異步電機(jī)中半導(dǎo)體在低溫時(shí)的熱度不同,必須采取保護(hù)機(jī)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。不少地方采取“有保有限”的措施，即保龍頭企業(yè)、納稅大戶，限小企業(yè)。例如,海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)受高濕度的影響,而位于美國德克薩斯州的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組則暴露在高溫下。因此,使用的冷卻系統(tǒng)必須采用不同的設(shè)計(jì)。因此,基于豐富的經(jīng)驗(yàn)為各種應(yīng)用開發(fā)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(gè)6MW的全功率轉(zhuǎn)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(tǒng)產(chǎn)生的熱量是電子元件的主要問題。如果過冷,將導(dǎo)致在散熱器上形成凝結(jié)。這是必須加以考慮的,特別是在高濕度地區(qū)。

　　另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是巨大電流換向時(shí)產(chǎn)生的過壓。由于為500A或者更高電流而設(shè)計(jì)的模塊已經(jīng)向一個(gè)相對(duì)大的空間擴(kuò)展,它們的雜散電感是不容忽視的。自柴油發(fā)電機(jī)組的出現(xiàn)，不僅解決了這種負(fù)擔(dān)，還提升了工作效率，同時(shí)柴油發(fā)電機(jī)組市場(chǎng)需求正處于增長狀態(tài)，趣味性的講有點(diǎn)像是在“逆天”。為了應(yīng)對(duì)這兩個(gè)問題,不僅需要一個(gè)智能的、考慮周全的冷卻概念,還需要更好的直流環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。需要能夠幫助充分利用風(fēng)力發(fā)電的專業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)過優(yōu)化的模塊,以滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)營者的需求。

　　截止2009年底,全球安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總輸出功率為122GW,其中57GW采用了賽米控開發(fā)的方案。

　　3 設(shè)計(jì)和封裝技術(shù)的改進(jìn)

　　緊湊型設(shè)計(jì)中的高可靠性和使用壽命長是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的首要任務(wù),特別是因?yàn)橄到y(tǒng)維護(hù)費(fèi)用昂貴且復(fù)雜,會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失,因?yàn)橥C(jī)時(shí)無法產(chǎn)生電能從而沒有收益。風(fēng)力發(fā)電單元(WPU)20年的短使用壽命歸結(jié)于SKiiP?模塊及其可靠的封裝技術(shù)。英國南安普敦大學(xué)下屬Perpetuum公司稱其研制的振動(dòng)發(fā)電裝置PMG17是一種安全且耐用的電池和硬線供電設(shè)備替代品。這是一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn),特別是考慮到海上風(fēng)電場(chǎng)增加這一趨勢(shì)。

　　4 加大全功率轉(zhuǎn)換器是大勢(shì)所趨

　　采用電力電子技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在世界各地越來越普及。例如,中國和美國大量依靠風(fēng)力發(fā)電以滿足日益增長的能源需求。在提供有吸引力的能源補(bǔ)貼計(jì)劃的國家中,可以看出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組數(shù)量明顯增加。

　　另一個(gè)明顯的趨勢(shì)是擺脫雙饋異步電機(jī),轉(zhuǎn)向全功率轉(zhuǎn)換器,因?yàn)楹笳吒菀鬃屵\(yùn)營者的要求得到滿足,電網(wǎng)質(zhì)量得到提高。

3月10日，公司H系列發(fā)電機(jī)組新產(chǎn)品今年馬來西亞推介會(huì)，憑借該產(chǎn)品優(yōu)良的性能和高顏值，被當(dāng)?shù)匾患易赓U公司現(xiàn)場(chǎng)。因?yàn)闆]有點(diǎn)火系統(tǒng),故障低(3)、使用范圍廣(4)、有害排放物較低(5)、防火安全性好發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)壓形式有：可控硅、相復(fù)勵(lì)、TD1型碳阻式自動(dòng)調(diào)壓，個(gè)別采用大功率管有時(shí)候小細(xì)節(jié)會(huì)導(dǎo)致大問題。無獨(dú)有偶，同樣的一幕還發(fā)生在3月9日的遼寧營口推介會(huì)上，上柴講解員剛剛介紹完H系列產(chǎn)品特點(diǎn)，3臺(tái)電站輔機(jī)便被用戶鎖定，展現(xiàn)出上柴H系列新產(chǎn)品強(qiáng)勁的市場(chǎng)感召力。

　　馬來西亞2016年首場(chǎng)SDEC品牌發(fā)電機(jī)組新品推廣會(huì)由經(jīng)銷商UMW公司精心組織，選址馬來西亞州彭亨—皇家高爾夫俱樂部隆重舉行。結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理，高顏值的2臺(tái)H系列發(fā)電機(jī)組甫一登場(chǎng)，引來各方圍觀。國內(nèi)經(jīng)過40余年的研究和探索，使內(nèi)冷水處理技術(shù)得到了長足進(jìn)展，出現(xiàn)了多種內(nèi)冷水處理技術(shù)：加緩蝕劑處理法、小混床處理法、超凈化處理法、H／OH混床 Na／OH混床交替處理法、加NaOH處理法、除氧法等等。本次推廣會(huì)邀請(qǐng)了當(dāng)?shù)匕l(fā)電機(jī)組零售商、租賃公司、相關(guān)政府部門人員和潛在用戶等近百人參加。

　　H系列發(fā)電機(jī)組是以H系列發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力研發(fā)的新一代產(chǎn)品。可靠性高、功率范圍廣、經(jīng)濟(jì)性好，升功率高達(dá)28，在市場(chǎng)同類產(chǎn)品中堪稱翹楚，它同時(shí)具有結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)態(tài)性能好、使用壽命長等特點(diǎn)。

　　 “小身板，力道大”。這樣就可以采取預(yù)防措施，如有計(jì)劃的保養(yǎng)和維修，以避免因停機(jī)而產(chǎn)生的巨大損失。上柴H系列平臺(tái)總師邱國平可以說是這個(gè)產(chǎn)品的“貼身保姆”，他介紹說：“這款發(fā)動(dòng)機(jī)在研發(fā)之初，與世界的內(nèi)燃機(jī)專業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)—英國RICARDO公司強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，一方面參照發(fā)動(dòng)機(jī)的成熟技術(shù)，另一方面充分考慮國內(nèi)外用戶實(shí)際需求，做到技術(shù)與市場(chǎng)相結(jié)合、開發(fā)與應(yīng)用相匹配，真正做到借鑒國外技術(shù)與自主的結(jié)合?！?

　　一系列基因植入之后，上柴更是投入大量的人力、資金、設(shè)備等資源，保證在各個(gè)環(huán)節(jié)體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。毫無疑問，GPDP是優(yōu)勢(shì)資源的集大成者。八、并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)應(yīng)合理調(diào)整負(fù)荷，均衡分配各發(fā)電機(jī)的有功功率及無功功率。GPDP源于上柴母公司—上汽全球的整車開發(fā)流程GVDP，在落地上柴之后，深度融合發(fā)動(dòng)機(jī)特性、特點(diǎn)，被業(yè)界譽(yù)為嚴(yán)格、科學(xué)、有效的發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)寶典。