增效30％的30KW风光互补发电机组/风力发电机组

新赛牌垂直轴风光互补离网型发电系统简介V1.3.3

加量不加价！五大措施，使发电量暴增51％！

第一大措施：采用大功率磁悬浮发电机和滑道式磁悬浮风叶支撑框架，利用同极性磁极互相斥力的原理，采用独特的磁悬浮结构，抵消了风机加在轴承上的全部重量，该结构模式可使风力发电机旋转时的阻力大大减小，风能利用率比常规型垂直轴风力发电机提高了5-7％左右。

第二大措施：采用动态功率分配模块双电池组蓄能的方式来调节并吸收多余的电能，彻底抛弃了卸荷电阻，采用此项净增发电量10~12％。

第三大措施：把低中风速时(3-7米/秒)发出的中低压电能通过升压提升至可实际用高电压电能，此项净增发电量11-23.5％。

第四大措施：采用国际上最新型全高频三相四桥臂高效率无变压器式的正弦波逆变器，把提升效率5~6％，也意为着此项净增发电量5％。

第五大措施：采用静/动态双向压缩聚能汇流装置，克服了垂直轴风力发电机叶片旋转时因角度位置不同而固有的类似众人认为七推八拉的状况，使大自然赋于的风能作用于一个前进推力旋转方向。此项措施急剧的提升发电量20-30％。

新赛牌风光互补发电系统是在迎合低碳经济形势下集众家产品所长，经本研究所专业工程技术人员在多次现场调试测量调研回馈后按国家民用建筑/工矿企业配电标准规范精心设计的一种新型中功率绿色能源产品，它和常规产品相比，具有技术指标高，性价比高，造价低、效率高、输出功率大、智能化程度高、附加功能完善、耐用及可靠性高、按装使用方便，一次投资，长期使用，它最适合于无电，少电地区使用。

新赛牌风光互补发电系统利用风能、太阳能的互补性，根据计算及现场测定,在同等容量及同等风速及光照度的使用条件下风光互补发电发电设备均比单独风能发电设备/太阳能发电设备的可实际使用电量要高出9%-39%的出力。并可以获得比较稳定的输出，风光互补发电系统有较高的稳定性和可靠性 在保证同样供电的情况下，可减少储能蓄电池的容量 .通过合理地设计与匹配，基本上由风光互补发电系统供可获得较好的社会效益和经济效益。

注1：以75KW系统机组配用垂直轴风力发电机为例。注2：风光互补配比以2：1为例。注3：在相同的气象条件下为例（平均每周2个阴雨天，风况4-12米/秒）

目前标准产品系列的风光容量配比为A型2：1，B型1：1， C型3：1。D型3-4：1,E型2~4:1。

A型适合于风力资源充足场合下使用。B型适合于一般风力资源场合下使用。C型适合于风力资源充足场合下低成本使用。D型适合于风力资源充足场合下多机组4-8台并联运行使用。E型适合于风力资源充足场合下并提供直流输出的低成本使用。

针对某些用户受现场按装条件限制采用中小容量多机组(单台机组10-500KW)并联运行的特点设计研发了D型控制方案的产品，该运方案目前最大可满足8台中容量机组同时并联运行，并可分别对每台风力发电机检测它的工作状况(包括每台风力发电机的输出电压、功率及运行工况)。

一个新型标准的风光互补发电系统应由下例几部份组成；1.风力发电机总成2.太阳能电池板总成，3.蓄电池，4.一体化逆变器，5.风力发电机连接电缆、蓄电池连接电缆，太阳能电池板联接电缆，6太阳能电池板按装支架。7蓄电池按装支架。

新赛牌垂直轴风光互补发电系统的风力发电机结构设计采用分层笼式滑道磁悬浮结构的全新理念。彻底改变了垂直轴风力发电系统被常人理解成大头小尾巴的概念。该分层笼式结构的亮点在于：

1)采用大功率磁悬浮发电机和六柱滑道式磁悬浮风叶支撑框架，采用独特精心设计的磁悬浮结构，抵消了风机加在轴承上的全部重量，该结构模式可使风力发电机旋转时的阻力大大减小，多处采用高強轻型合金结构材料，有效的减轻了风叶构件的重量，使的在3米/秒的风速下能够可靠的启动。并且同等风速条件下均比普通型的垂直轴风力发电机转速高出15-20％。风能利用率比常规型垂直轴风力发电机提高了5-7％左右。

2)除了中心塔杆外，另外附助于周边笼式多根分柱塔杆承载分挑了大部分的旋转动能负荷，使风叶在任何旋转状况时多有六个受力承重旋转支撑点，这种世纪型创举的结构设计理念从根本上解决了国际/国内所有水平轴/垂直轴风力发电机只有一个受力支承点的难题。使旋转震动应力点分散，并保证了在安全风速范围内顶端不出现抖晃及共振现象。可使大直径风叶的运用达到了一个新的可靠实用境界，同比常规型垂直轴发电系统可减少10-20％的运行故障率，极大的提高了大功率大直径风叶垂直轴风力发电机的可靠性。

3)在沿海型机组的结构上采纳了航天系统中人造卫星太阳能帆板的可伸展结构模式。当台风、飓风、或其它风速大于20米/秒的強风耒临时，自动收缩叶片，大幅度的减小了叶片的受风面积，从理论上、实践中真正做到了有效抗強台风的措施，高强度的构架可保证在40米/秒的风况下安恙。并且针对沿海、海岛的特定气象和环境状况，对关键的电气部份均作了防盐雾、防潮、防霉菌防护处理，对室外的金属构件均采用舰船用深度防瘸涂装处理。

4)采用静/动态双向压缩聚能汇流装置，克服了垂直轴风力发电机叶片旋转时因角度位置不同又有推力，又有阻力的类似众人认为七推八拉的状况，使大自然赋于的风能作用于一个前进推力旋转方向。此项措施急剧的提升发电量20-30％。因为该装置对空气具有压缩作用，所以风力发电机在低风速运行时实际叶片上承受的是压缩聚能后的风能，它能把作用于叶片上的风速及推力提升20-30％，因为大自然的风不可能一直是维持在额定风速区域，极大部分是一阵一阵的，我们所做的工作就是把中低速风能给予压缩聚能后作用于风叶片上，所以说在(5-9米/秒)区发电量比一般普通类型的风力发电要高出很多，非常适合低风速(5-9米/秒)区域的使用。

5)采用了由我研究所发明的发电机柔性轴驱动坐地按装新技术。把发电机移至地面，极大的减轻塔架顶部的发电设备重量，减小了按装难度及工作量，并给以后的维护工作带来了方便。提高了整个发电系统的外场设备使用可靠性。

6)永磁发电机在电机磁场上采用有限元分析法优化设计，使整个发电机具有结构合理，启动力矩小，整机效率高。电机线圈采用真空压力浸漆，使产品达到H级绝缘水平。精心选用耐高温的高牌号钕铁硼永磁铁及能在180度高温下工作的铜漆包线及低损耗的冷轧矽钢片使生产出的永磁发电机作为优质品提供给客户使用。

7)针对机组配套用一体化逆变器输入电压具有很大动态范围的特点，打破了常规厂家沿用小型风力发电机额定输出电压设定点在60％左右转速时达到満额电压的理念。重新调整设定点，使可以保证具备有在额定转速下长期1.1倍过载能力,和在中低风速区具有较高的反扭距特性。经计算及现场实际使用测量的数据验证可保证在4-7米/秒中等风速段（实际使用中这种风况是很多的）及〉12-14米/秒的高速风速叚的同等条件下比普通型的垂直轴永磁发电机多发出电力33%以上,经多年的现场使用，客户给予了很好的评价。

8)太阳能电池板是采用国外进口/国内优质品牌的单晶/多晶硅太阳能电池片在严格的质量管理体系下生产组装成的优质功率板组件。该太阳能组件板具有转换效率高15-17%，使用按装方便，寿命长(25年)可按输出容量选用多种功率等级串并联组成。

根据用户使用地区光照度不同，优先采用单晶或多晶太阳能电池板。（单晶硅直光照射下发电效能好，效率高，但价格贵，多晶硅偏光/弱光照射下发电效能好，效率略低，但同比下价格便宜）。

9)蓄电池采用国内老牌蓄电池生产商的优质产品，目前有2种可提供，1胶体免维护蓄电池；特点：寿命长，8-10年。充放电次数多，效率高，价格贵。2普通优质免维护蓄电池；特点：寿命中等，5-8年，充放电次数多，效率高，价格略低。(此项功能对非储能型并网逆变器可不选用)

10)一体化风光互补发电逆变器采用本研究所源自军工技术自产的一体化充放电带市电/柴油机发电/切换及市电(柴油机发电)辅助充电的正弦波逆变器，一个风光互补发电系统技术指标、性价比的高与低，寿命的长短、可靠性的高低按装使用的方便与否，在风力发电机总成、太阳能电池板、蓄电池保证质量的前提下，很大程度上取决于一体化逆变器的控制能力与性能。因为风光互补发电机组是由多个部分组成，而控制系统贯穿到每个部分，相当于风光互补发电系统的神经。因此控制系统的好坏直接关系到风光互补发电发电机的工作状态、发电量的多少以及设备的安全、发电效率和发电质量都和风光互补控制系统密切相关。

我们目前共有15个标准容量规格提供用户选择，并且还有20多个非标方案提供用户选择。容量范围涵盖了从10KW一10000KW等级，并可提供从现场斟测、设计、生产、按装、调试、售后技术培训的全程一条龙的交钥匙服务。

新赛牌风光互补一体化逆变器性能简介 V1.2.5

新赛牌风光互补一体化逆变器是根据风能太阳能发电系统的特点采用优选的主回路拓扑结构模式，即先直流升压>后进逆变输出。同时升压后的直流电压再降压给蓄电池充电。当直流输入容量不足时或风光仃止发电时，由蓄电池放电协助供电。

在主回路拓扑结构中直流前级输入采用独特的三重升压电路，该三重升压电路具有非常高的工作效率《95-98％》使提供给后级逆变保持一个稳定的直流电压。(在三相输出电压机型中，采用了国际上最先进的可四象限运行的全高频三相四桥臂拓扑回路),在同一机箱(柜)里无缝链接和融合了风力/光伏发电机控制、充电控制和逆变器及直流汇流箱、市电/逆变切换交流配电的优化组合。

特点：

1、主回路采用德国英飞凌公司第四代高速大功率IGBT管/模块，并充分利用高速低功耗的特点，即满足了高功率输出又使整机的体积小巧玲珑。

2、主控制部分采用美国Microchip公司2011年最新发布的具备高达4M超高速率的12-24通道AD采样DSP芯片和(飞思卡尔原莫托罗拉)公司当今最先进的32位ARM+DSP双核的ARM-CortexM4内核K60XX控制芯片，充分利用了3-8个DSP芯片(视功率大小及功能决定)的高速运算功能和丰富的逻辑控制及精细模拟检测功能，把ARM/DSP的各种功能发挥的淋漓尽至,可同时对并联运行的每一组风力发电机和太阳能光伏电池作各种必要的运行状态检测并调整。高新控制理论与先进前卫型的高端器件把20KW-5000KW等级中等功率型的风力发电系统在滿功率状态运行下的动态平衡得到了完美的解决。

3、1、一体化风光互补发电逆变器因为有很宽的输入电压范围，可以在风力发电机较低转速时或光伏板发电不足时切入运行。尽管这时输出电压仅额定值的33-60％左右，并实际有效功率数值不大，但至少也在额定输出功率值的11-36％之间，因为目前市场流通的大部分企业供货的风力发电控制器均采用普通并联型充电的方式，(尽管这种方式简单但却浪费了很大一部分电能)风力发电机控制器在对风力发电机输出电压的控制仅为简单的整流滤波，当发电机输出电压过高时则采用卸荷方式硬性把电压降下来而达到最大程度限止充电电压和电流。所以说不论是PWM卸荷方式或继电器分档卸荷方式多无法解决风力发电机在高、低电压输出时的系统有效出力或者说是最大可使用电能的问题，而这叚低电压输出则是中低风速或光伏板发电不足时实际存在的现状。

3、2、以50KW等级风力发电机为例，50KW电机多数额定输出电压为AC380V，整流滤波后为DC514V左右，常规的蓄电池标配为2V500AHX240个串联使用，也就是说蓄电池最高充电压为2.3~2.41VX240个=552~580V，最低截止放电电压为1.7VX240个=408V。从408V~580V这个电压范围也就是配套蓄电池充放电电压、及逆变器输入电压设定的参考依据。当风力发电机在中低速运行时发出的电压经整流滤波后或光伏板发电如不足于达到DC408V这个阀值或者说不高于蓄电池组的电压，那它会全部被当作无效能量被挡在外面了，发电机发出的中低电压即充不电又不能给后级逆变器供电。

3、3、针对这种现象我们提供的一体化逆变器的前级输入通过三重升压手叚，通过大幅度的升压把风力发电机或光伏板发电大于额定输出电压33％以上的电压(以380V为例，实际电压为125V以上的电压)输出提升到560-600V可使用范围，满足了蓄电池充电和后级逆变器的正常使用。把这一叚输出33-60％范围内的有效电压的功率给充分利用了起来。因为当发电机额定输出33％电压时，此时发电机输出功率为额定容量的11％，当发电机额定输出60％电压时，此时输出功率为额定容量的36％，平均一下，也有额定容量的23.5％的输出功率得到了有效的利用。

4、当风力发电机输出高于额定电压时，它并不是象常规风力发电控制器为了防止蓄电池的过充电而通过卸荷电阻的投运来降低电压，而是采用动态功率分配模块、双电池组蓄能的方式来调节并吸收多余的电能(我们在这系统中采用了两组蓄电池)，其中A组电池组作为正常充放电使用，B组电池组专作风力发电机输出过高电压时的储能使用。在风力发电机输出电压高或A组电池已充滿的状态下时，断开A组电池充放电回路，接入B组电池充电储能。在风力发电机输出电压低于额定值33％时，需要电池放电状况时，先由B组电池组放电并腾出空容量以利下次储能再用。然后再由A组电池组投入继续放电。

根据现场观测，常规的风控模式每天平均累计需要卸荷电阻投入运行的时间不超过3小时，这种状态下却是风力发电机最大出力的时候，把这部分电能通过由现代电力电子技术组成的动态功率分配模块合理的调配好充电储能容量、放电使用容量的关系式可最大程度上挖掘风力发电机的供电能力，使之达到在风力发电机发出中低电压时可升压利用，高于额定电压时储能不放弃。所以仅第3、4这两项功能的利用就同比相同容量等级的分列控制器和逆变器增加了21％-35％的出力。并且该动态功率分配器由于配备了运用超前控制动态伺服机理的专家软件，所以采用后极大的改善了以往直流供电系统中蓄电池短寿命的状态，可使蓄电池真正的达到了出厂使用寿命。并极大的提高了风力发电系统无风、弱风或光伏板光照不足时的持续供电能力。(根据用户需求也可不采用双电池组方案)(此项功能对非储能型并网逆变器可不选用)

5、针对50KW以上容量等级的风力发电机控制部分采用了过压、欠压、过功率、风机温度、风机予热、风速、风向、发电机励磁调控、强制抱闸剎车、发电机电磁短路软刹车、紧急仃机等多种输入控制检测保护措施及手叚以保证风力发电机系统可靠的运行。

6、针对高端用户对风力发电机输出控制的要求，在一体化逆变器输入端采用了全控型PWM整流模式，该方式可使输入端的功率因数达到0.99，极大的提高了风力发电机的有效出力(该方式目前仅对单机为50KW及以上的机组提供)。

7、增设了市电(柴油机发电)/逆变输出自动切换和市电(柴油机发电)充电功能，在100KW及以上等级的市电逆变输出切换装置采用了类似在线式UPS输出的方式，即输出切换时，负载不会瞬间掉电。(选购项）弥补了风能太阳能电池容量有限的不足之处，又使的使用更加方便和完善。(此项功能对并网逆变器可不选用)

8、灵活的各种有线/无线远/近程网络、光纤、通讯接口，(包括RS-232/485/CAN2.0/TD)可方便的与上位电脑联接。实现远程控制及视频监控。特别是远程无线控制依托中国移动的3G通信网络平台，只要按装地点手机有信号能正常接听、打出电话，就可以采用远程无线控制风电系统的正常运行。也就是说，坐在办公室(控制室)可方便的对远程几千公里外的现场运行风力发电糸统作视频观察和数据调节及运行控制。

9、国内外军用电源技术及理念的吸收、消化、改进的移植。

10、内置多级滤波器、避雷器可有效的防雷、防高脉冲波，使EMR、EMC指标达到了很高的指标，可适应于高端通讯设备使用。

11、采用国际上最先进最高端的全高频三相四桥臂高效率无变压器式的正弦波逆变器技术，该新型逆变器具备有100％的三相不平衡负载供电能力。并且大范围的输入电压-67~+30%、高过载(1.5倍)输出功率、高效能的转换效率(92-97%)、极低的失真(1.8-3%)。比常规型轻60％的重量，小40-50％的体积。所有这些高极限的技术指标是普通工频变压器式的逆变器根本无法比似的。(根据用户需求，也可选装隔离变压器)

12、具备了软冲击并网特性、锁相环频率检测与锁定能力、及优秀的低电压穿越功能和孤岛检测执行功能，使并网逆变器的各项技术指标更加趋势完美。(此条款仅适用于并网逆变器)。

13、主要器件均选用国内外高品质产品，使可靠性更上一个台阶。

14、中容量多台并联运行的控制系统，该控制系统最大可满足8台中容量机组及多组光伏板同时并联运行。

15、风光互补一体化逆变器它是充分根据风能发电机、太阳能电池、免维护蓄电池、高频逆变器的特点，最大程度上利用了组合的优越性，经优化设计后使之成为了一个优秀完美的组合系统。它具备了同比分列型具有造价低、故障率小、效率高、性能优越、使用方便、体积小、重量轻等绪多优点。所以说新赛牌一体化风光互补逆变器是当今风能太阳能发电系统优选方案之一。目前可提供的单机容量等级从10KW至750KW。

XFSJ-30K风光互补发电机基本参数