وباعتبارها المعدات الأساسية لأنظمة طاقة الرياح، فإن محولات توربينات الرياح لديها مجموعة واسعة من سيناريوهات التطبيق التي تغطي مختلف المقاييس والبيئات وسيناريوهات الطلب على الطاقة. يتم إجراء التحليل التالي من أربعة أبعاد: مزارع الرياح البرية والبحرية، والبيئات الخاصة، والطاقة الصناعية والتجارية والطاقة الموزعة، والشبكات الكهربائية الصغيرة، والأنظمة خارج الشبكة:
1 、 مزارع الرياح البرية: مزيج من النهج واسعة النطاق واللامركزية
مزرعة رياح مركزية واسعة النطاق
سيناريو التطبيق: مناسب لمناطق الرياح المتوسطة إلى عالية السرعة ذات سرعة الرياح المستقرة والتضاريس المفتوحة (مثل منغوليا الداخلية وشينجيانغ)، مع قدرة وحدة واحدة عادةً ما تكون 3-5 ميجاوات، مما يشكل قاعدة طاقة رياح بمستوى مائة ميجاوات من خلال التوصيل المتوازي لوحدات متعددة.
التكيف التقني: اعتمادًا على مخطط مولد حثي مزدوج التغذية + عاكس طاقة جزئي، يتم تحقيق التحكم في التردد الثابت متغير السرعة من خلال العاكس الجانبي الدوار، مما يقلل من تكاليف توليد الطاقة (تكلفة الكيلووات ساعة منخفضة تصل إلى 0.21 ين/كيلووات ساعة).
حالة نموذجية: قاعدة جيوكوان لطاقة الرياح في مقاطعة قانسو، بقدرة مركبة تزيد عن 20 جيجاوات. يدعم العاكس وظيفة نقل الجهد المنخفض من خلال (LVRT) لضمان التشغيل المستقر في حالة انقطاع شبكة الطاقة.
مشروع طاقة الرياح الموزعة
سيناريو التطبيق: بالنسبة لسرعة الرياح المنخفضة والمناطق ذات التضاريس المعقدة (مثل المناطق الجبلية والمناطق الريفية)، بسعة وحدة واحدة تتراوح بين 2-3 ميجاوات، متصلة بأقرب شبكة توزيع منخفضة الجهد لتقليل خسائر النقل.
التكيف التقني: اعتمادًا على مخطط عاكس الطاقة الكامل، يتم تحويل الطاقة الكهربائية الناتجة من المولد مباشرة إلى طاقة تيار متردد بتردد الطاقة، مما يدعم تشغيل وضع الجزر والتكيف مع المناطق التي لا تغطيها الشبكة.
حالة نموذجية: حقق مشروع طاقة الرياح اللامركزي في تشنتشو بمقاطعة هونان توسعًا مرنًا من خلال محولات السلسلة، بتكلفة 0.25 ين/كيلوواط ساعة لكل كيلوواط ساعة.
2 、 مزارع الرياح البحرية: موثوقية عالية وقدرة كبيرة
طاقة الرياح الثابتة البحرية
سيناريو التطبيق: المناطق البحرية التي يقل عمق المياه فيها عن 60 مترًا، بقدرة وحدة واحدة من 5-8 ميجاوات، متصلة بالشبكة من خلال كابلات بحرية، ومناسبة للمناطق ذات سرعات الرياح العالية وظروف البحر المستقرة (مثل رودونغ، جيانغسو).
التكيف التقني: اعتماد المحول المعياري متعدد المستويات (MMC)، الذي يدعم تحويل الطاقة ذات السعة الكبيرة (مثل عاكس 8 ميجاوات)، والمزود بمرشح LC بالحجم الكامل، مما يقلل من التلوث التوافقي (THD <1.5%).
حالة نموذجية: على سبيل المثال، في مزرعة الرياح في بحر الصين الشرقي، اجتاز العاكس شهادة C5M المضادة للتآكل وهو مناسب لبيئات الرذاذ الملحي العالي، مع ساعات تحميل كاملة مكافئة سنوية تتجاوز 3000 ساعة.
طاقة الرياح العائمة في أعماق البحار العائمة
سيناريو التطبيق: مناطق بحرية عميقة بعمق مياه يزيد عن 60 مترًا، وسعة آلة واحدة تزيد عن 10 ميجاوات، متصلة بالشبكة من خلال كابلات ديناميكية، ومناسبة للمناطق البحرية ذات موارد الرياح الأكثر ثراءً (مثل يانغجيانغ في غوانغدونغ).
التكيف التقني: اعتماد مخطط نقل التيار المباشر للتيار المباشر كامل الطاقة + الجهد المتوسط (VSC-HVDC) لتقليل خسائر النقل، ودعم تنظيم الطاقة التفاعلية ± 30%، واستقرار جهد الشبكة.
حالة نموذجية: مشروع يانغجيانغ يانغجيانغ لطاقة الرياح العائمة التابع لشركة ثري غورجس يانغجيانغ، المجهز بتقنية الآلة المتزامنة الافتراضية (VSG) للعاكسات لتعزيز قدرة الدعم بالقصور الذاتي لشبكة الطاقة.
3 、 بيئة خاصة: ارتفاعات عالية، ورذاذ الملح، والمناخ القاسي
مزرعة رياح عالية الارتفاعات
سيناريو التطبيق: في المناطق التي يزيد ارتفاعها عن 3000 متر (مثل شيزانغ وتشينغهاي)، يجعل الهواء الرقيق من الصعب على المعدات تبديد الحرارة، مما يتطلب تصميمًا خاصًا.
التكيف التقني: اعتماد محولات التبريد المحسّنة (مثل أنظمة التبريد السائل) ووظيفة بدء التشغيل في درجات الحرارة المنخفضة (بدء التشغيل -40 درجة مئوية) لضمان التشغيل المستقر للمعدات في بيئات الضغط المنخفض ودرجات الحرارة المنخفضة.
حالة نموذجية: مزرعة شيزانغ كوميجو للرياح، اجتاز العاكس شهادة الارتفاع العالي، وزادت كثافة الطاقة بمقدار 20%.
بيئة التآكل برذاذ الملح
سيناريوهات التطبيق: المناطق الساحلية بين المد والجزر، ومشاريع طاقة الرياح في الجزر (مثل بينغتان، فوجيان)، والتآكل الشديد الناتج عن رذاذ الملح، والتي تتطلب معدات ذات مستوى حماية عالٍ.
تكييف تقني: اعتماد غلاف من الفولاذ المقاوم للصدأ، وطلاء ثلاثي مضاد للرطوبة، ومضاد للعفن، ومضاد لرذاذ الملح)، ومكونات رئيسية (مثل IGBT، والمكثف) تصميم محكم الإغلاق، وإطالة عمر الخدمة (أكثر من 20000 ساعة).
حالة نموذجية: في مزرعة الرياح في منطقة المد والجزر في منطقة المد والجزر في رودونغ، يبلغ معدل فشل العاكس أقل من 0.1 مرة في السنة.
المناطق المناخية القاسية
سيناريوهات التطبيق: المناطق ذات الاختلافات الكبيرة في درجات الحرارة والعواصف الرملية الشديدة مثل الصحاري والمناطق القطبية (مثل توربان في شينجيانغ ومحطات البحث العلمي في القطب الجنوبي).
التكيف التقني: اعتماد عاكس نطاق درجة حرارة واسع النطاق (-40 ℃ ~ +70 ℃ نطاق عمل)، وفلتر مضاد للرمال وطلاء ذاتي التنظيف للتكيف مع البيئات القاسية.
حالة نموذجية: مشروع طاقة الرياح في محطة تشونغشان في أنتاركتيكا، حيث اجتاز العاكس شهادة الاعتماد القطبية ويدعم التشغيل بدون طيار.
4 、 الأعمال والطاقة الموزعة: التكوين المرن والتحسين الاقتصادي
طاقة الرياح التجارية والصناعية للاستخدام الشخصي
سيناريوهات التطبيق: في المصانع والمتنزهات وغيرها من السيناريوهات، وخفض تكاليف الكهرباء من خلال طاقة الرياح وأنظمة تخزين الطاقة، ودعم موازنة ذروة الذروة والاستجابة للطلب.
التكيف التقني: اعتماد عاكس خيطي (2-5 ميجاوات)، يدعم البناء المتوازي والمتعدد على مراحل، مع نظام تخزين الطاقة لتحقيق التحول الزمني للطاقة.
حالة نموذجية: مشروع لطاقة الرياح في مجمع صناعي في مقاطعة جيانغسو، بتكلفة سنوية مخفضة تبلغ 2 مليون يوان وزمن استجابة للطلب أقل من 200 مللي ثانية.
طاقة الرياح الموزعة + النظام التكميلي الكهروضوئي الموزع
سيناريو التطبيق: في المناطق النائية مثل المناطق الريفية والجزر، الجمع بين توليد الطاقة الكهروضوئية لتحقيق إمدادات طاقة مستقرة على مدار 24 ساعة وتقليل الاعتماد على مولدات الديزل.
التكيف التقني: اعتماد العاكس الصغير أو العاكس المتسلسل، ودعم التحكم المتكامل في طاقة الرياح والطاقة الشمسية وتخزين الطاقة، وتحسين مطابقة توليد الطاقة واستهلاكها من خلال نظام إدارة الطاقة (EMS).
حالة نموذجية: مشروع جزيرة تشجيانغ تشوشان للشبكة الكهربائية الصغيرة في تشجيانغ، يدعم العاكس التبديل ثنائي الوضع المتصل بالجزيرة/الشبكة، وتصل موثوقية إمداد الطاقة إلى 99.9%.
5 、 الشبكة الصغيرة والأنظمة خارج الشبكة: إمدادات الطاقة المستقلة والدعم في حالات الطوارئ
الشبكة الكهربائية الصغيرة في المناطق النائية
سيناريو التطبيق: في المناطق الجبلية والصحاري وغيرها من المناطق التي لا تغطيها الشبكة، تتكون الشبكة الصغيرة من طاقة الرياح وتخزين الطاقة ومولدات الديزل لتلبية احتياجات الكهرباء الأساسية.
تكييف تقني: اعتماد عاكس الطاقة الكامل، ودعم وظيفة بدء التشغيل الأسود (بدء التشغيل المستقل عند عدم وجود شبكة)، ومزود بخاصية ركوب الجهد المنخفض والحماية من الانعزال.
حالة نموذجية: مشروع شبكة متناهية الصغر في قرية في أفريقيا، بكفاءة تحويل عاكس تبلغ 961 تيرابايت 3 تيرابايت، يدعم استهلاك الكهرباء الطبي والتعليمي المحلي.
نظام إمداد الطاقة في حالات الطوارئ
سيناريوهات التطبيق: إمدادات الطاقة المؤقتة بعد الكوارث مثل الزلازل والأعاصير، أو إمدادات الطاقة الاحتياطية للمرافق الحيوية مثل مراكز البيانات والمستشفيات.
التكيف التقني: اعتماد محولات متنقلة (مثل نوع الحاويات) للنشر السريع، ودعم التشغيل التكميلي لمولدات الديزل وطاقة الرياح.
حالة نموذجية: بعد حادث فوكوشيما النووي في اليابان، قام عاكس متنقل لطاقة الرياح بتوفير الطاقة لموقع تركيب مؤقت.
