En tant qu'équipement central des systèmes d'énergie éolienne, les onduleurs pour éoliennes ont un large éventail de scénarios d'application couvrant différentes échelles, différents environnements et différents scénarios de demande d'énergie. L'analyse qui suit porte sur quatre aspects : les parcs éoliens terrestres et marins, les environnements spéciaux, l'énergie industrielle et commerciale et l'énergie distribuée, les micro-réseaux et les systèmes hors réseau :
1、 Parcs éoliens terrestres : une combinaison d'approches à grande échelle et décentralisées
Parc éolien centralisé à grande échelle
Scénario d'application : Convient aux zones de vent moyen à fort, avec une vitesse de vent stable et un terrain dégagé (comme la Mongolie intérieure et le Xinjiang), avec une capacité d'une seule unité de 3 à 5 MW, formant une base d'énergie éolienne de 100 mégawatts grâce à la connexion en parallèle de plusieurs unités.
Adaptation technique : En adoptant un schéma générateur à induction doublement alimenté + onduleur de puissance partielle, le contrôle de la vitesse variable et de la fréquence constante est réalisé par l'onduleur côté rotor, ce qui réduit les coûts de production d'électricité (le coût par kilowattheure est aussi bas que 0,21 ¥/kWh).
Cas typique : Base éolienne de Jiuquan dans la province de Gansu, avec une capacité installée de plus de 20 GW. L'onduleur prend en charge la fonction LVRT (Low Voltage Ride Through) pour assurer un fonctionnement stable en cas de défaillance du réseau électrique.
Projet d'énergie éolienne distribuée
Scénario d'application : Pour les vents faibles et les terrains complexes (tels que les zones montagneuses et les zones rurales), avec une capacité unitaire de 2 à 3 MW, connectée au réseau de distribution basse tension le plus proche afin de réduire les pertes de transmission.
Adaptation technique : Grâce à l'adoption d'un schéma d'onduleur à pleine puissance, l'énergie électrique de sortie du générateur est directement convertie en courant alternatif à la fréquence de puissance, ce qui permet de fonctionner en mode îlotage et de s'adapter aux zones dépourvues de couverture réseau.
Cas typique : Le projet d'énergie éolienne décentralisée de Chenzhou, dans la province de Hunan, a permis une expansion flexible grâce à des onduleurs de chaîne, pour un coût de 0,25 ¥/kWh par kilowattheure.
2、 Parcs éoliens en mer : grande fiabilité et grande capacité
Énergie éolienne fixe en mer
Scénario d'application : Zones offshore avec une profondeur d'eau de moins de 60 mètres, avec une capacité d'unité unique de 5-8MW, connectée au réseau par des câbles sous-marins, adaptée aux zones avec des vitesses de vent élevées et des conditions de mer stables (telles que Rudong, Jiangsu).
Adaptation technique : Le convertisseur modulaire multiniveau (MMC) permet la conversion d'énergie de grande capacité (comme l'onduleur de 8 MW). Il est équipé d'un filtre LC de grande taille qui réduit la pollution harmonique (THD<1,5%).
Cas typique : Par exemple, dans le parc éolien de la mer de Chine orientale, l'onduleur a obtenu la certification anticorrosion C5M et est adapté aux environnements à forte salinité, avec un nombre d'heures de pleine charge équivalent annuel supérieur à 3 000 heures.
Éoliennes flottantes en haute mer
Scénario d'application : Zones maritimes profondes avec une profondeur d'eau >60 mètres, capacité d'une seule machine de 10MW+, connectée au réseau par des câbles dynamiques, adaptée aux zones maritimes avec des ressources éoliennes plus riches (comme Yangjiang dans le Guangdong).
Adaptation technique : Adoption d'un schéma de transmission par onduleur pleine puissance + courant continu moyenne tension (VSC-HVDC) pour réduire les pertes de transmission, assurer une régulation de la puissance réactive de ± 30% et stabiliser la tension du réseau.
Cas typique : Le projet d'énergie éolienne flottante Yangjiang des Trois Gorges, équipé de la technologie de machine synchrone virtuelle (VSG) pour les onduleurs afin d'améliorer la capacité de soutien inertiel du réseau électrique.
3、 Environnement particulier : haute altitude, brouillard salin et climat extrême
Parc éolien de haute altitude
Scénario d'application : dans les régions situées à plus de 3 000 mètres d'altitude (telles que Xizang et Qinghai), l'air raréfié rend difficile la dissipation de la chaleur par les équipements, ce qui nécessite une conception spéciale.
Adaptation technique : Adoption d'inverseurs de refroidissement améliorés (tels que les systèmes de refroidissement par liquide) et d'une fonction de démarrage à basse température (démarrage à -40 ℃) pour garantir un fonctionnement stable de l'équipement dans des environnements à basse pression et à basse température.
Cas typique : Parc éolien de Xizang Cuomezhegu, l'onduleur a passé la certification haute altitude et la densité de puissance a augmenté de 20%.
Environnement de corrosion par brouillard salin
Scénarios d'application : Zones côtières intertidales, projets éoliens insulaires (tels que Pingtan, Fujian), corrosion sévère par brouillard salin, nécessitant un équipement à haut niveau de protection.
Adaptation technique : Coque en acier inoxydable, triple revêtement (résistant à l'humidité, à la moisissure et au brouillard salin), composants clés (tels que l'IGBT et le condensateur) scellés, durée de vie prolongée (plus de 2 000 heures).
Cas typique : Dans le parc éolien de la zone intertidale de Rudong, le taux de défaillance des onduleurs est inférieur à 0,1 fois par an.
Régions à climat extrême
Scénarios d'application : Régions présentant de grandes différences de température et de fortes tempêtes de sable, telles que les déserts et les régions polaires (comme Turpan dans le Xinjiang et les stations de recherche scientifique de l'Antarctique).
Adaptation technique : Adoption d'un onduleur à large plage de température (-40 ℃~+70 ℃), d'un filtre anti-sable et d'un revêtement autonettoyant pour s'adapter aux environnements difficiles.
Cas typique : Le projet d'énergie éolienne de la station Zhongshan en Antarctique, où l'onduleur a obtenu la certification polaire et permet un fonctionnement sans personnel.
4、 Les entreprises et l'énergie distribuée : Configuration flexible et optimisation économique
Énergie éolienne commerciale et industrielle à usage personnel
Scénarios d'application : Dans les usines, les parcs et d'autres scénarios, réduction des coûts de l'électricité grâce à l'énergie éolienne et aux systèmes de stockage de l'énergie, soutien à l'arbitrage entre les pics et les vallées et réponse à la demande.
Adaptation technique : Adoption d'un onduleur de chaîne (2-5MW), supportant une construction parallèle et progressive multiple, combiné à un système de stockage d'énergie pour réaliser un décalage temporel de l'énergie.
Cas typique : Un projet d'énergie éolienne dans un parc industriel de la province de Jiangsu, avec une réduction des coûts annuels de 2 millions de yuans et un temps de réponse à la demande inférieur à 200 ms.
Système complémentaire éolien+photovoltaïque distribué
Scénario d'application : dans les zones reculées telles que les zones rurales et les îles, la combinaison de la production d'électricité photovoltaïque permet d'obtenir une alimentation électrique stable 24 heures sur 24 et de réduire la dépendance à l'égard des générateurs diesel.
Adaptation technique : Adoption d'un micro-onduleur ou d'un onduleur de chaîne, prise en charge du contrôle intégré de l'énergie éolienne, de l'énergie solaire et du stockage de l'énergie, et optimisation de l'adéquation entre la production et la consommation d'énergie grâce à un système de gestion de l'énergie (EMS).
Cas typique : Projet de micro-réseau de l'île de Zhejiang Zhoushan, l'onduleur prend en charge la commutation bimode îlotage/réseau connecté, et la fiabilité de l'alimentation électrique atteint 99,9%.
5、 Micro-réseaux et systèmes hors réseau : Alimentation électrique indépendante et soutien d'urgence
Micro-réseau dans les zones reculées
Scénario d'application : dans les zones montagneuses, les déserts et d'autres régions dépourvues de réseau, un micro-réseau est composé d'énergie éolienne, de stockage d'énergie et de générateurs diesel pour répondre aux besoins de base en électricité.
Adaptation technique : Adoption d'un onduleur pleine puissance, supportant la fonction de démarrage à froid (démarrage autonome en l'absence de réseau), équipé d'une protection contre les surtensions et l'îlotage.
Cas typique : Un projet de micro-réseau dans un village d'Afrique, avec un rendement de conversion de l'onduleur de 96%, qui prend en charge la consommation d'électricité des services médicaux et éducatifs locaux.
Système d'alimentation électrique d'urgence
Scénarios d'application : Alimentation électrique temporaire après des catastrophes telles que les tremblements de terre et les typhons, ou alimentation électrique de secours pour les installations critiques telles que les centres de données et les hôpitaux.
Adaptation technique : Adoption d'onduleurs mobiles (de type conteneur) pour un déploiement rapide, favorisant le fonctionnement complémentaire des générateurs diesel et de l'énergie éolienne.
Cas typique : Après l'accident nucléaire de Fukushima au Japon, un onduleur éolien mobile a fourni de l'électricité à un site d'installation temporaire.
