Als de kernapparatuur van windenergiesystemen hebben windturbineomvormers een breed scala aan toepassingsscenario's op verschillende schalen, in verschillende omgevingen en met verschillende scenario's voor de energievraag. De volgende analyse wordt uitgevoerd vanuit vier dimensies: onshore en offshore windparken, speciale omgevingen, industriële en commerciële en gedistribueerde energie, microgrids en off-grid systemen:
1、 Windmolenparken op land: een combinatie van grootschalige en gedecentraliseerde benaderingen
Gecentraliseerd grootschalig windmolenpark
Toepassingsscenario: Geschikt voor middelhoge tot hoge snelheid windgebieden met stabiele windsnelheid en open terrein (zoals Binnen-Mongolië en Xinjiang), met een enkele unit capaciteit van meestal 3-5MW, het vormen van een honderd megawatt niveau windenergie basis door parallelle aansluiting van meerdere units.
Technische aanpassing: Door gebruik te maken van een dubbel gevoede inductiegenerator+partiële vermogensomvormer wordt een variabele snelheidsregeling met constante frequentie bereikt via de omvormer aan de rotorkant, waardoor de opwekkingskosten worden verlaagd (de kosten per kilowattuur zijn slechts ¥ 0,21/kWh).
Typisch geval: Jiuquan Wind Power Base in de provincie Gansu, met een geïnstalleerd vermogen van meer dan 20 GW. De omvormer ondersteunt de LVRT-functie (Low Voltage Ride Through) om een stabiele werking te garanderen als het elektriciteitsnet uitvalt.
Gedistribueerd windenergieproject
Toepassingsscenario: Voor gebieden met lage windsnelheden en complex terrein (zoals bergachtige gebieden en landelijke gebieden), met een enkele capaciteit van 2-3MW, aangesloten op het dichtstbijzijnde laagspanningsdistributienetwerk om transmissieverliezen te beperken.
Technische aanpassing: Door gebruik te maken van een volledig stroomomvormerschema wordt de uitgaande elektrische energie van de generator direct omgezet in wisselstroom met de netfrequentie, wat de werking in eilandmodus ondersteunt en aanpassing aan gebieden zonder netdekking mogelijk maakt.
Typisch geval: Het gedecentraliseerde windenergieproject in Chenzhou, provincie Hunan, realiseerde flexibele uitbreiding via stringomvormers, met een kostprijs van ¥ 0,25/kWh per kilowattuur.
2、 Offshore windmolenparken: hoge betrouwbaarheid en grote capaciteit
Vaste windenergie op zee
Toepassingsscenario: Offshore gebieden met een waterdiepte van minder dan 60 meter, met een eenheidscapaciteit van 5-8MW, aangesloten op het elektriciteitsnet via onderzeese kabels, geschikt voor gebieden met hoge windsnelheden en stabiele zeeomstandigheden (zoals Rudong, Jiangsu).
Technische aanpassing: Modulaire multilevel converter (MMC) ondersteunt energieomzetting met grote capaciteit (zoals 8MW omvormer), uitgerust met LC-filter op ware grootte, waardoor harmonische vervuiling wordt verminderd (THD<1.5%).
Typisch geval: In het windmolenpark in de Oost-Chinese Zee heeft de omvormer bijvoorbeeld de C5M-certificering voor anticorrosie gekregen en is hij geschikt voor omgevingen met veel zoutsproeinevel, met een jaarlijkse equivalente volledige belasting van meer dan 3000 uur.
Diepzee drijvende windenergie
Toepassingsscenario: Diepzeegebieden met waterdiepte >60 meter, enkele machinecapaciteit van 10MW+, aangesloten op het elektriciteitsnet via dynamische kabels, geschikt voor zeegebieden met rijkere windbronnen (zoals Yangjiang in Guangdong).
Technische aanpassing: Het gebruik van een omvormer met volledig vermogen + middenspanning gelijkstroomtransmissie (VSC-HVDC) om transmissieverliezen te beperken, ± 30% reactief vermogen te regelen en de netspanning te stabiliseren.
Typisch geval: Three Gorges Yangjiang drijvend windenergieproject, uitgerust met VSG-technologie (virtuele synchrone machine) voor omvormers om de traagheidsondersteuning van het elektriciteitsnet te verbeteren.
3, Speciale omgeving: grote hoogte, zoutnevel en extreem klimaat
Windmolenpark op grote hoogte
Toepassingsscenario: In gebieden met een hoogte van meer dan 3000 meter (zoals Xizang en Qinghai) maakt de ijle lucht het moeilijk voor de apparatuur om warmte af te voeren, wat een speciaal ontwerp vereist.
Technische aanpassing: Goedkeuring van verbeterde koelomvormers (zoals vloeistofkoelsystemen) en startfunctie bij lage temperatuur (-40 ℃ start) voor een stabiele werking van de apparatuur in omgevingen met lage druk en lage temperatuur.
Typisch geval: Xizang Cuomezhegu Wind Farm, de omvormer is geslaagd voor de certificering voor grote hoogte en de vermogensdichtheid is gestegen met 20%.
Zoutnevelcorrosie-omgeving
Toepassingsscenario's: Kustgebieden tussen getijden, windenergieprojecten op eilanden (zoals Pingtan, Fujian), ernstige zoutnevelcorrosie, waarvoor apparatuur met een hoog beschermingsniveau nodig is.
Technische aanpassing: Goedkeurend roestvrij staalshell, drievoudige anticoating (vochtbestendig, antischimmel, antizoutnevel), zeer belangrijke componenten (zoals IGBT, condensator) verzegeld ontwerp, die levensduur (meer dan 20000 uren) uitbreiden.
Typisch geval: In het windmolenpark in het intergetijdengebied in Rudong is het storingspercentage van de omvormer minder dan 0,1 keer per jaar.
Extreme klimaatgebieden
Toepassingsscenario's: Regio's met grote temperatuurverschillen en hevige zandstormen zoals woestijnen en poolgebieden (zoals Turpan in Xinjiang en wetenschappelijke onderzoeksstations op Antarctica).
Technische aanpassing: Met een omvormer voor een breed temperatuurbereik (-40 ℃~+70 ℃ werkbereik), antizandfilter en zelfreinigende coating voor aanpassing aan ruwe omgevingen.
Typisch geval: Het windenergieproject in Zhongshan Station op Antarctica, waar de omvormer de polaire certificering heeft doorstaan en onbemande werking ondersteunt.
4、 Bedrijven en gedistribueerde energie: Flexibele configuratie en economische optimalisatie
Commerciële en industriële windenergie voor persoonlijk gebruik
Toepassingsscenario's: In fabrieken, parken en andere scenario's, verlaging van de elektriciteitskosten door middel van windenergie en energieopslagsystemen, ondersteuning van piekdalarbitrage en vraagrespons.
Technische aanpassing: Het gebruik van een stringomvormer (2-5MW), die meerdere parallelle en gefaseerde constructies ondersteunt, gecombineerd met een energieopslagsysteem om een energieverschuiving in de tijd te bereiken.
Typisch geval: Een windenergieproject in een industriepark in de provincie Jiangsu, met een jaarlijkse kostenbesparing van 2 miljoen yuan en een vraagresponsetijd van minder dan 200 ms.
Gedistribueerde windenergie+fotovoltaïsch aanvullend systeem
Toepassingsscenario: In afgelegen gebieden, zoals plattelandsgebieden en eilanden, kan fotovoltaïsche energieopwekking worden gecombineerd om 24 uur per dag een stabiele stroomvoorziening te realiseren en de afhankelijkheid van dieselgeneratoren te verminderen.
Technische aanpassing: Micro-omvormer of stringomvormer gebruiken, geïntegreerde besturing van wind, zon en energieopslag ondersteunen en de afstemming van energieopwekking en -verbruik optimaliseren via het energiebeheersysteem (EMS).
Typisch geval: Zhejiang Zhoushan Island Microgrid Project, de omvormer ondersteunt eiland/net aangesloten dual-mode switching en de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening bereikt 99,9%.
5、 Microgrid en systemen buiten het elektriciteitsnet: Onafhankelijke stroomvoorziening en noodondersteuning
Microgrid in afgelegen gebieden
Toepassingsscenario: In bergachtige gebieden, woestijnen en andere regio's zonder netwerkdekking bestaat een microgrid uit windenergie, energieopslag en dieselgeneratoren om in de basisbehoefte aan elektriciteit te voorzien.
Technische aanpassing: Het aannemen van een full power omvormer, het ondersteunen van zwarte start functie (autonoom begin wanneer er geen net is), uitgerust met lage spanning ride through en islanding bescherming.
Typisch geval: Een microgridproject in een dorp in Afrika, met een omvormerconversie-efficiëntie van 96%, ter ondersteuning van het lokale elektriciteitsverbruik voor medische en educatieve doeleinden.
Noodstroomvoorziening
Toepassingsscenario's: Tijdelijke stroomvoorziening na rampen zoals aardbevingen en tyfoons, of back-up stroomvoorziening voor kritieke faciliteiten zoals datacenters en ziekenhuizen.
Technische aanpassing: Gebruik van mobiele omvormers (zoals containertypes) voor snelle inzet, ter ondersteuning van de complementaire werking van dieselgeneratoren en windenergie.
Typisch geval: Na het kernongeluk in Fukushima in Japan leverde een mobiele omvormer voor windenergie stroom aan een tijdelijke installatielocatie.
