Como equipo central de los sistemas de energía eólica, los inversores de aerogeneradores tienen una amplia gama de escenarios de aplicación que abarcan diferentes escalas, entornos y escenarios de demanda de energía. El siguiente análisis se realiza desde cuatro dimensiones: parques eólicos terrestres y marinos, entornos especiales, energía industrial y comercial y distribuida, microrredes y sistemas sin conexión a la red:
1、 Parques eólicos terrestres: una combinación de enfoques a gran escala y descentralizados
Parque eólico centralizado a gran escala
Escenario de aplicación: Adecuado para zonas eólicas de velocidad media a alta con velocidad de viento estable y terreno abierto (como Mongolia Interior y Xinjiang), con una capacidad de una sola unidad de normalmente 3-5MW, formando una base de energía eólica de nivel de cien megavatios mediante la conexión en paralelo de múltiples unidades.
Adaptación técnica: Adoptando un esquema de generador de inducción doblemente alimentado + inversor de potencia parcial, el control de frecuencia constante de velocidad variable se consigue a través del inversor del lado del rotor, reduciendo los costes de generación de energía (el coste por kilovatio hora es tan bajo como ¥ 0,21/kWh).
Un caso típico: Base eólica de Jiuquan, en la provincia de Gansu, con una capacidad instalada de más de 20 GW. El inversor es compatible con la función LVRT (Low Voltage Ride Through) para garantizar un funcionamiento estable en caso de fallo de la red eléctrica.
Proyecto de energía eólica distribuida
Escenario de aplicación: Para zonas de baja velocidad del viento y terreno complejo (como zonas montañosas y zonas rurales), con una capacidad de unidad única de 2-3MW, conectada a la red de distribución de baja tensión más cercana para reducir las pérdidas de transmisión.
Adaptación técnica: Al adoptar un esquema de inversor de potencia total, la energía eléctrica de salida del generador se convierte directamente en corriente alterna a la frecuencia de potencia, lo que permite el funcionamiento en modo isla y la adaptación a zonas sin cobertura de red.
Un caso típico: El proyecto eólico descentralizado de Chenzhou, en la provincia de Hunan, logró una expansión flexible mediante inversores de cadena, con un coste de ¥ 0,25/kWh por kilovatio hora.
2、 Parques eólicos marinos: alta fiabilidad y gran capacidad
Energía eólica fija marina
Escenario de aplicación: Zonas offshore con una profundidad de agua inferior a 60 metros, con una capacidad de una sola unidad de 5-8MW, conectada a la red a través de cables submarinos, adecuada para zonas con alta velocidad del viento y condiciones estables del mar (como Rudong, Jiangsu).
Adaptación técnica: Adopta un convertidor multinivel modular (MMC), que admite la conversión de energía de gran capacidad (como el inversor de 8MW), equipado con un filtro LC de tamaño completo, que reduce la contaminación armónica (THD<1,5%).
Caso típico: Por ejemplo, en el parque eólico del Mar de China Oriental, el inversor ha superado la certificación anticorrosión C5M y es apto para entornos de elevada niebla salina, con un equivalente anual de horas a plena carga superior a 3000 horas.
Energía eólica flotante en alta mar
Escenario de aplicación: Zonas de aguas profundas con una profundidad>60 metros, capacidad de una sola máquina de 10MW+, conectada a la red mediante cables dinámicos, adecuada para zonas marítimas con recursos eólicos más ricos (como Yangjiang en Guangdong).
Adaptación técnica: Adopción de un esquema de inversor de potencia total+transmisión de corriente continua de media tensión (VSC-HVDC) para reducir las pérdidas de transmisión, soportar la regulación de potencia reactiva ± 30% y estabilizar la tensión de red.
Caso típico: Proyecto de energía eólica flotante de las Tres Gargantas de Yangjiang, equipado con tecnología de máquina síncrona virtual (VSG) para inversores con el fin de mejorar la capacidad de apoyo inercial de la red eléctrica.
3、 Entorno especial: gran altitud, niebla salina y clima extremo.
Parque eólico de gran altitud
Escenario de aplicación: en zonas con más de 3.000 metros de altitud (como Xizang y Qinghai), la escasez de aire dificulta la disipación del calor, lo que exige un diseño especial.
Adaptación técnica: Adopción de inversores de refrigeración mejorados (como sistemas de refrigeración líquida) y función de arranque a baja temperatura (arranque a -40 ℃) para garantizar un funcionamiento estable del equipo en entornos de baja presión y baja temperatura.
Caso típico: Parque eólico de Xizang Cuomezhegu, el inversor ha superado la certificación de gran altitud, y la densidad de potencia ha aumentado en 20%.
Entorno de corrosión por niebla salina
Escenarios de aplicación: Zonas costeras intermareales, proyectos de energía eólica en islas (como Pingtan, Fujian), corrosión severa por niebla salina, que requieren equipos de alto nivel de protección.
Adaptación técnica: Adopción de carcasa de acero inoxidable, triple revestimiento anti (a prueba de humedad, anti moho, anti niebla salina), componentes clave (como IGBT, condensador) diseño sellado, prolongando la vida útil (más de 20000 horas).
Caso típico: En el parque eólico de la zona intermareal de Rudong, la tasa de fallos del inversor es inferior a 0,1 veces al año.
Regiones climáticas extremas
Escenarios de aplicación: Regiones con grandes diferencias de temperatura y fuertes tormentas de arena, como los desiertos y las regiones polares (como Turpan, en Xinjiang, y las estaciones de investigación científica de la Antártida).
Adaptación técnica: Adopción de un inversor de amplio rango de temperatura (-40 ℃~+70 ℃ rango de trabajo), filtro antiarena y revestimiento autolimpiante para adaptarse a entornos difíciles.
Un caso típico: El proyecto de energía eólica de la estación de Zhongshan, en la Antártida, donde el inversor ha superado la certificación polar y admite el funcionamiento sin tripulación.
4、 Empresas y energía distribuida: Configuración flexible y optimización económica
Energía eólica comercial e industrial para uso personal
Escenarios de aplicación: En fábricas, parques y otros escenarios, reduciendo los costes de electricidad mediante energía eólica y sistemas de almacenamiento de energía, apoyando el arbitraje de picos valle y la respuesta a la demanda.
Adaptación técnica: Adopción de un inversor en cadena (2-5MW), que admite la construcción múltiple en paralelo y por fases, combinado con un sistema de almacenamiento de energía para lograr el desplazamiento temporal de la energía.
Caso típico: Un proyecto de energía eólica en un parque industrial de la provincia de Jiangsu, con una reducción anual de costes de 2 millones de yuanes y un tiempo de respuesta a la demanda inferior a 200 ms.
Sistema complementario distribuido de energía eólica y fotovoltaica
Escenario de aplicación: en zonas remotas, como zonas rurales e islas, combinar la generación de energía fotovoltaica para lograr un suministro eléctrico estable las 24 horas del día y reducir la dependencia de los generadores diésel.
Adaptación técnica: Adopción de microinversores o inversores en cadena, control integrado de la energía eólica, solar y de almacenamiento de energía, y optimización de la adaptación de la generación y el consumo de energía mediante un sistema de gestión de la energía (EMS).
Caso típico: En el proyecto de microrred de la isla Zhoushan de Zhejiang, el inversor admite la conmutación en modo dual isla/red conectada, y la fiabilidad del suministro eléctrico alcanza el 99,9%.
5、 Microgrid and Off Grid Systems: Suministro independiente de energía y apoyo de emergencia
Microrredes en zonas remotas
Escenario de aplicación: en zonas montañosas, desiertos y otras regiones sin cobertura de red, una microrred se compone de energía eólica, almacenamiento de energía y generadores diésel para cubrir las necesidades básicas de electricidad.
Adaptación técnica: Adopción de un inversor de plena potencia, compatible con la función de arranque en negro (arranque autónomo cuando no hay red), equipado con protección de paso por baja tensión y protección contra funcionamiento en isla.
Caso típico: Un proyecto de microrred en una aldea de África, con una eficiencia de conversión del inversor de 96%, que abastece el consumo eléctrico de los centros médicos y educativos locales.
Sistema de alimentación de emergencia
Escenarios de aplicación: Suministro eléctrico temporal tras catástrofes como terremotos y tifones, o suministro eléctrico de reserva para instalaciones críticas como centros de datos y hospitales.
Adaptación técnica: Adopción de inversores móviles (como los de tipo contenedor) para un despliegue rápido, apoyando el funcionamiento complementario de los generadores diésel y la energía eólica.
Un caso típico: Tras el accidente nuclear de Fukushima en Japón, un inversor eólico móvil suministró energía a una instalación provisional.
