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永磁同步風(fēng)力發(fā)電機的原理和前景
我國風(fēng)能資源非常豐富，可開發(fā)的風(fēng)能潛力巨大。根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國陸地風(fēng)能資源可開發(fā)量大約有23.8億千瓦，海上風(fēng)能資源可開發(fā)量約2億千瓦。我國風(fēng)能資源比較集中，“三北”地區(qū)（華北、東北和西北）以及東南沿海地區(qū)、沿海島嶼潛在風(fēng)能資源開發(fā)量約占全國的80%.風(fēng)能資源與煤炭資源的地理分布具有較高的重合度，與電力負荷則呈逆向分布。
“十三五”時期，我國風(fēng)力發(fā)電機裝機容量占發(fā)電機總?cè)萘勘壤龑⑦M一步加大，出于電網(wǎng)考慮，風(fēng)力發(fā)電機組必須在“低電壓穿越”保障下“御風(fēng)而行”。根據(jù) 發(fā)改委能源研究所有關(guān)人士透露，2020年陸地風(fēng)電的成本將與煤電持平，之后風(fēng)電將逐步脫離 補貼，“降低成本”也成為風(fēng)電行業(yè)未來發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚州市引江發(fā)電設(shè)備有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步風(fēng)力發(fā)電機，實現(xiàn)了發(fā)電機低成本制造，使機組極易實現(xiàn)低電壓穿越，在國內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先水平。
永磁同步風(fēng)力發(fā)電機由于機械損耗小、運行效率高、維護成本低等優(yōu)點成為繼雙饋感應(yīng)風(fēng)電機組之后的又一重要風(fēng)力發(fā)電機型受到社會廣泛關(guān)注，并逐漸開始投入使用。永磁同步風(fēng)力發(fā)電機主要由風(fēng)力機、永磁同步發(fā)動機、變頻器和變壓器組成。
（1）基本原理
永磁同步風(fēng)力發(fā)電的基本原理，就是利用風(fēng)力帶動風(fēng)力機葉片旋轉(zhuǎn)，拖動永磁同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類似，只是所采用的發(fā)電機為永磁式發(fā)電機，轉(zhuǎn)子為永磁式結(jié)構(gòu)，不需外部提供勵磁電源，提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實現(xiàn)的，把永磁同步發(fā)電機的變頻的交流電通過變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電，實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)，因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。
（2）技術(shù)特點
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和更新，由于永磁材料性能和電力電子裝置的改善，永磁同步發(fā)電機已變得越來越具吸引力了。
采用永磁同步發(fā)電機的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點：1）永磁同步發(fā)電機系統(tǒng)不需要勵磁裝置，具有重量輕、效率高、功率因數(shù)高、可靠性好等優(yōu)點；2）變速運行范圍寬，即可超同步運行也可以亞同步運行；3）轉(zhuǎn)子無勵磁繞組，磁極結(jié)構(gòu)簡單、變頻器容量小，可以做成多極電機；4）同步轉(zhuǎn)速降低，使風(fēng)輪機和永磁發(fā)電機可直接耦合，省去了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱，減小了發(fā)電機的維護工作并降低噪聲，使直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)。
（3）適用場合
1）在電力供應(yīng)匱乏、交通不便、燃料短缺，但是風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以解決部分用電問題，如為高速公路照明設(shè)備提供電源等；2）在單機容量比較小的風(fēng)場，永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠并網(wǎng)發(fā)電；3）為農(nóng)村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺站等偏遠、負載較輕的用戶，提供電力。
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國內(nèi)首套柴油發(fā)電機余熱海水淡化示范系統(tǒng)成功出水
近日，由廣州中國科學(xué)院先進技術(shù)研究所和南方海上風(fēng)電聯(lián)合開發(fā)有限公司在珠海桂山島聯(lián)合共建的柴油發(fā)電機組缸套冷卻水廢熱驅(qū)動的海水淡化示范系統(tǒng)成功調(diào)試出水，水質(zhì)達到 飲用水衛(wèi)生標準。該套海水淡化裝置額定日產(chǎn)淡水60噸，為模塊化緊湊設(shè)計。其應(yīng)用對解決海島淡水資源短缺問題具有重大意義。
目前的海水淡化技術(shù)有熱法和膜法兩種，兩種方法各有優(yōu)缺點，但都需要消耗大量的能源，屬于高耗能產(chǎn)業(yè)。為此， 廣州中國科學(xué)院先進技術(shù)研究所開展技術(shù)創(chuàng)新，通過回收柴油發(fā)電機組缸套冷卻水廢熱，并采用低溫多效蒸餾技術(shù)進行淡化海水，大幅降低海水淡化的能耗。該海水淡化示范系統(tǒng)與一臺1000kW的柴油發(fā)電機配套，額定產(chǎn)水量為60噸/天，對于發(fā)電機組實際發(fā)電負荷變化系統(tǒng)具有自適應(yīng)功能，可在30%～負荷范圍內(nèi)平穩(wěn)運行，滿足150-300人的每日消耗淡水的需求。該項目得到了廣東省科技重大科技專項經(jīng)費支持，具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)，已獲得多項授權(quán)發(fā)明 。
此外，該新技術(shù)有廣泛的應(yīng)用前景，可利用包括柴油機發(fā)電機組排出的廢熱、工業(yè)生產(chǎn)過程排出的余熱在內(nèi)的各類低品位熱能作為熱源;特別適用于余熱資源豐富但淡水資源緊缺的地區(qū)及企業(yè)，如海島（具有柴油發(fā)電機）、化工、火電、鋼鐵等行業(yè)以及大中型遠洋船舶，同時也適用于內(nèi)陸工業(yè)生產(chǎn)過程廢熱中水純化。
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緊急停機的條件是什么
發(fā)電機、勵磁機內(nèi)冒煙著火或發(fā)生氫爆炸；機組發(fā)生劇烈振動（過規(guī)定允許值）；汽機主汽門關(guān)閉而主變220kV開關(guān)并未跳閘；危及人身生命。
（1）發(fā)電機、勵磁機內(nèi)冒煙，著火或發(fā)電機內(nèi)發(fā)生氫氣爆炸。
（2）主變、高廠變嚴重故障，需要緊急停用。
（3）發(fā)電機密封油中斷，且不能迅速恢復(fù)。
（4）發(fā)電機或主勵磁機滑環(huán)發(fā)生強烈的環(huán)形火花，無法。
（5）發(fā)電機組發(fā)生強烈振動（大大過規(guī)定允許值）。
（6）汽輪機跳閘而發(fā)電機主斷路器并未跳閘。
（7）發(fā)生危及人身和設(shè)備的其它事故。
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