傳統的風電機組,采用的是塔外箱式變壓器,主要安裝在風機附近的地面,通過輸電線纜連接安裝在風機頂部機艙的發電機。但隨著風電機組逐漸往大型化發展,塔高逐漸增加,變壓器與發電機之間的距離也不斷增加。
“近年來高塔技術屢獲突破,使用傳統的塔外箱式變壓器,塔頂到塔基的低壓輸電線纜長度逐漸從120米增加到130-170米,甚至190米。”中車株洲所風電事業部項目經理歐陽華表示,同時風電機組功率增大,輸電線纜的數量也要相應增加,加上長電纜帶來的敷設作業量繁復、線路損耗帶來的巨大的損失,成本更加難以控制,這與風電平價的理念背道而馳。
在WT3300風電機組中,中車株洲所將升壓變壓器安裝于風機頂部機艙的尾部,與位于塔基的高壓開關柜組成升壓系統,徹底取代了傳統的塔外箱式變壓器,成功解決了這一難題。該項技術的突破以點帶面,不僅能夠免除傳統方案中箱變基礎和箱變到機組的地埋鎧裝電纜,還可在塔筒內使用一根35kV中壓電纜代替傳統的多根低壓690V電纜。這一改變,能為單臺整機節省高達幾十萬的成本,又能降低可觀的線路損耗,還能減少風電機組的電纜敷設作業量。
除此之外,由于箱變頂置后,變壓器集成在機艙內,減少了人為損壞、葉片結冰掉落、水澇浸淹、風沙侵蝕等問題,從而將節省后期的運維工作難度和成本,可謂一舉數得。
“箱變頂置方案的技術核心,是深度融合高壓變壓器組件,來有效降低整機的綜合成本和發電損耗。”中車株洲所風電事業部副總經理、總工程師王靛介紹,此項技術起于創新可靠結構設計,將變流器和機艙內升壓變壓器頂置于機艙內部,符合整機大型化集成趨勢;基于安全穩定的集成電氣設計,將高壓保護及控制部件規劃至底部塔筒平臺,滿足電氣可靠性要求;終于平價時代的價值投資取向,有效降低單位千瓦投資成本,并將伴隨單機容量和塔筒高度的增加,在未來的收益將更加明顯。
中車株洲所“箱變頂置”的這一技術突破,是中國風電平價技術降本的一次積極探索。潛心鉆研,思變創新。中車株洲所以箱變頂置與機艙集成技術,開啟了平價風電技術降本的新征程,推動系統降本和發電量的增益,為客戶創造價值,為行業勇攀高峰,革故鼎新,助力中國風電產業平價高質量和健康可持續發展。