發(fā)電機組主要參數(shù)

　　當前,性能優(yōu)良的柴油發(fā)電機是一個功能完善、功率容量范圍大、對環(huán)境和場地條件要求低、安裝使用方便的小型發(fā)電設備。其使用相對廣泛,輸出容量從數(shù)KVA到數(shù)兆VA。柴油發(fā)電機組主體主要由發(fā)動機、發(fā)電機和控制系統(tǒng)三部分組成。平均每周需要5小時來減載負荷，這導致企業(yè)不得不重新啟用柴油發(fā)電機。其中與現(xiàn)代柴油發(fā)電機組配套的同步交流發(fā)電機由于性能及結(jié)構(gòu)的特點，普遍采用自勵恒壓型,通常選用自激式同步交流發(fā)電機和PMG永磁式激勵式同步交流發(fā)電機。發(fā)電機組包括以下幾項主要性能參數(shù)。

　　電壓調(diào)整率：在負載功率因數(shù)為0.8-1、負載空載至滿載變化、從冷機到滿機及轉(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：負載從0-90%范圍內(nèi)變化,頻率穩(wěn)定不變。

　　隨機頻率波動：負載處于0-90%功率之間任何值,隨機頻率波動率更大值±0.25%。

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

　　二、發(fā)電機使用中容易產(chǎn)生的問題

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

　　1、負載反饋的波動電壓造成發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定度較差，常出現(xiàn)發(fā)電機組輸出電壓振蕩現(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)電機的輸出電壓不穩(wěn)定對其影響較小。

　　2、UPS整流器的輸人諧波造成多個過零點。

　　3、發(fā)電機的頻率（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)，由于負載有規(guī)律地忽大忽小，造成發(fā)電機組工作也忽強忽弱，加劇機組振動，加速機械磨損,甚至引起機件嚴重損壞。一、圓盤發(fā)電機簡介圓盤發(fā)電機制構(gòu)造跟現(xiàn)代的發(fā)電機不同，在磁場所中轉(zhuǎn)動的不是線圈，而是一個紫銅做的圓盤。頻率振蕩明顯的特征之一，即柴油機工作噪聲有規(guī)律地忽大忽小，因此必須引起高度重視。

　　4、工作不正?？照{(diào)壓縮機啟動和電梯升降的瞬間會導致發(fā)電機發(fā)生±Hz頻率漂移,造成UPS頻繁切換。當頻率、電壓振蕩變化超出UPS輸入工作范圍時，UPS由蓄電池供電,而發(fā)電機在無UPS負載時恢復正常，隨即UPS又自動投人，這樣交錯進行。一、燃油摻水方式燃油摻水的方法有進氣管噴水和乳化柴油等，進氣管噴水的主要作用是吸熱和稀釋燃油密度。頻率漂移會對UPS正常運行產(chǎn)生兩方面影響。

　　①不能旁路。在旁路電源的頻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。當旁路電源由發(fā)電機提供時，頻率會發(fā)生快速的變化。需要注意的是冬季儲水箱需防凍，并要求隨負荷大小自動調(diào)節(jié)噴水量等。當頻率變化超出預先設定的極限值時,逆變器頻率變化就跟不上旁路電源的頻率變化。這時靜態(tài)旁路開關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只會發(fā)出警示性告警，逆變器仍繼續(xù)提供電源給負載。

　?、陔姵貕勖s短。瞬間的大負載波動可能導致發(fā)電機頻率產(chǎn)生±5Hz的漂移，這將導致可控硅整流器的驅(qū)動信號與輸入交流電失去同步，造成整流器關閉。隨機頻率波動：負載處于0-90%功率之間任何值,隨機頻率波動率更大值±0。在整流器重新啟動進人正常工作期間，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，更嚴重的情形是會將電池能量全部放光，中斷輸出。

采用電力電子技術的風力發(fā)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(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?智能功率模塊為風力發(fā)電機組而進行了優(yōu)化。對于組件和應用來說就是:更大的電流、并聯(lián)運行以及更有效的冷卻。

　　全球已裝機的具有電子控制系統(tǒng)的風力發(fā)電機組中,大約有80%采用用逆變器控制轉(zhuǎn)子電流的雙饋異步電機。這種電機的主要優(yōu)點是:只被設計為風力發(fā)電單元額定輸出功率的20%,因為80%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)電機內(nèi)冷水處理主要以加緩蝕劑處理技術為主。缺陷是滑環(huán)接觸和間接控制(系統(tǒng))維護費用高。在電網(wǎng)受到干擾時,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)能源的補充,事實上也正試圖取代常規(guī)能源,其主要原因是技術的進步。特別是在對能源需求很迫切的國家,近年來出現(xiàn)了35km2大小的風力發(fā)電場。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于無功電源和電網(wǎng)穩(wěn)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(fā)電機組時,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,因為它們在電網(wǎng)停電時可以支撐電網(wǎng)。直導體中感應電動勢的大小則與磁感應強度B、導體運動速度v及導體長度L成正比，當導體運動的方向與磁場方向平行時，導體中不產(chǎn)生感應電動勢。該轉(zhuǎn)換器直接可控,提供與50或60Hz電網(wǎng)頻率好的同步,既可以補償諧波無功功率,又可以產(chǎn)生無功補償。此外,同步發(fā)電機可配有許多極(>50),使驅(qū)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(tǒng)所用的逆變器中,考慮到經(jīng)濟因素以及為了實現(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)進行功率調(diào)整的變壓器。同步發(fā)電機、異步發(fā)電機(很少采用)交流發(fā)電機還可分為單相發(fā)電機與三相發(fā)電機。很少使用更為昂貴的3.3kV模塊,因為系統(tǒng)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(fā)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。陸上風力發(fā)電機中,3MW發(fā)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(fā)電機組-雙饋異步電機和帶有全功率轉(zhuǎn)換器的同步/異步發(fā)電機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。價格戰(zhàn)本身是一種市場競爭手段，具有殺傷力強、短平快等諸多優(yōu)點，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。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。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,海上風力發(fā)電機受高濕度的影響,而位于美國德克薩斯州的風力發(fā)電機組則暴露在高溫下。因此,使用的冷卻系統(tǒng)必須采用不同的設計。因此,基于豐富的經(jīng)驗為各種應用開發(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)。

　　另一項挑戰(zhàn)是巨大電流換向時產(chǎn)生的過壓。由于為500A或者更高電流而設計的模塊已經(jīng)向一個相對大的空間擴展,它們的雜散電感是不容忽視的。自柴油發(fā)電機組的出現(xiàn)，不僅解決了這種負擔，還提升了工作效率，同時柴油發(fā)電機組市場需求正處于增長狀態(tài)，趣味性的講有點像是在“逆天”。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(huán)節(jié)設計。需要能夠幫助充分利用風力發(fā)電的專業(yè)知識、經(jīng)驗和經(jīng)過優(yōu)化的模塊,以滿足風力發(fā)電機組運營者的需求。

　　截止2009年底,全球安裝的風力發(fā)電機組總輸出功率為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(fā)電機的首要任務,特別是因為系統(tǒng)維護費用昂貴且復雜,會導致經(jīng)濟損失,因為停機時無法產(chǎn)生電能從而沒有收益。風力發(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。英國南安普敦大學下屬Perpetuum公司稱其研制的振動發(fā)電裝置PMG17是一種安全且耐用的電池和硬線供電設備替代品。這是一個重要的優(yōu)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(zhuǎn)換器是大勢所趨

　　采用電力電子技術的風力發(fā)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(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貼計劃的國家中,可以看出風力發(fā)電機組數(shù)量明顯增加。

　　另一個明顯的趨勢是擺脫雙饋異步電機,轉(zhuǎn)向全功率轉(zhuǎn)換器,因為后者更容易讓運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)電機組新產(chǎn)品今年馬來西亞推介會，憑借該產(chǎn)品優(yōu)良的性能和高顏值，被當?shù)匾患易赓U公司現(xiàn)場。因為沒有點火系統(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)電機自動調(diào)壓形式有：可控硅、相復勵、TD1型碳阻式自動調(diào)壓，個別采用大功率管有時候小細節(jié)會導致大問題。無獨有偶，同樣的一幕還發(fā)生在3月9日的遼寧營口推介會上，上柴講解員剛剛介紹完H系列產(chǎn)品特點，3臺電站輔機便被用戶鎖定，展現(xiàn)出上柴H系列新產(chǎn)品強勁的市場感召力。

　　馬來西亞2016年首場SDEC品牌發(fā)電機組新品推廣會由經(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H系列發(fā)電機組甫一登場，引來各方圍觀。國內(nèi)經(jīng)過40余年的研究和探索，使內(nèi)冷水處理技術得到了長足進展，出現(xiàn)了多種內(nèi)冷水處理技術：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。本次推廣會邀請了當?shù)匕l(fā)電機組零售商、租賃公司、相關政府部門人員和潛在用戶等近百人參加。

　　H系列發(fā)電機組是以H系列發(fā)動機為動力研發(fā)的新一代產(chǎn)品?？煽啃愿?、功率范圍廣、經(jīng)濟性好，升功率高達28，在市場同類產(chǎn)品中堪稱翹楚，它同時具有結(jié)構(gòu)緊湊、動態(tài)性能好、使用壽命長等特點。

　　 “小身板，力道大”。這樣就可以采取預防措施，如有計劃的保養(yǎng)和維修，以避免因停機而產(chǎn)生的巨大損失。上柴H系列平臺總師邱國平可以說是這個產(chǎn)品的“貼身保姆”，他介紹說：“這款發(fā)動機在研發(fā)之初，與世界的內(nèi)燃機專業(yè)咨詢機構(gòu)—英國RICARDO公司強強聯(lián)合，一方面參照發(fā)動機的成熟技術，另一方面充分考慮國內(nèi)外用戶實際需求，做到技術與市場相結(jié)合、開發(fā)與應用相匹配，真正做到借鑒國外技術與自主的結(jié)合?！?

　　一系列基因植入之后，上柴更是投入大量的人力、資金、設備等資源，保證在各個環(huán)節(jié)體現(xiàn)設計意圖。毫無疑問，GPDP是優(yōu)勢資源的集大成者。八、并聯(lián)運行的發(fā)電機應合理調(diào)整負荷，均衡分配各發(fā)電機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)動機特性、特點，被業(yè)界譽為嚴格、科學、有效的發(fā)動機開發(fā)寶典。