風(fēng)電變流器是連接發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的橋梁，通過變流器可使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪轉(zhuǎn)速跟隨風(fēng)速的變化，最大限度地提高風(fēng)能的利用效率，有效降低載荷，同時(shí)風(fēng)輪及其所驅(qū)動(dòng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，保證輸出的電能頻率始終與電網(wǎng)頻率一致。

“風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)變流器首先是可靠性方面的要求?！?strong>三菱電機(jī)機(jī)電(上海)有限公司副總經(jīng)理谷口豐聰說，“風(fēng)力發(fā)電變流器目前主要有雙饋式和直驅(qū)式兩種類型，需求主要集中在:1.5MW~3MW雙饋式以及1.5MW~5MW直驅(qū)式。”

谷口豐聰認(rèn)為，目前中國電網(wǎng)存在一定的特殊性，其網(wǎng)壓波動(dòng)范圍比國外的大，而網(wǎng)壓跌落會(huì)帶來電機(jī)過電壓、過電流、轉(zhuǎn)距急劇增大等瞬變過程，嚴(yán)重危害風(fēng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，因此要求變流器必須具備適應(yīng)電網(wǎng)變化的能力。

“其中，低電壓穿越(LVRT)被認(rèn)為是風(fēng)機(jī)變流器并網(wǎng)應(yīng)用中的一大關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)?！惫瓤谪S聰強(qiáng)調(diào)，低電壓穿越是指在風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落的時(shí)候，風(fēng)機(jī)能夠保持并網(wǎng)，甚至向電網(wǎng)提供一定的無功功率，支持電網(wǎng)恢復(fù)，直至電網(wǎng)的正常運(yùn)行，從而穿越電壓跌落的時(shí)間段。因此，低電壓穿越是對(duì)并網(wǎng)風(fēng)機(jī)在網(wǎng)壓跌落時(shí)保持穩(wěn)定運(yùn)行的功能要求。此外，并網(wǎng)對(duì)變流器的其他要求還包括功率密度高、整體效率高以及維修時(shí)間短等。

谷口豐聰還指出，并網(wǎng)變流器研發(fā)中的挑戰(zhàn)之一是試驗(yàn)問題。“產(chǎn)品試驗(yàn)是變流器研發(fā)中是非常重要的，風(fēng)電變流器只有在風(fēng)場(chǎng)并網(wǎng)試驗(yàn)中才能不斷地發(fā)現(xiàn)問題并加以改進(jìn)，以確保產(chǎn)品的性能和不斷完善?！蹦壳皣鴥?nèi)很多變流器生產(chǎn)企業(yè)不具備整機(jī)生產(chǎn)能力，無法通過風(fēng)場(chǎng)并網(wǎng)試驗(yàn)檢驗(yàn)產(chǎn)品，其產(chǎn)品只能是一種樣機(jī)，要量產(chǎn)存在難度。所以，谷口豐聰提醒國內(nèi)相關(guān)企業(yè)若想實(shí)現(xiàn)變流器的規(guī)?；a(chǎn)，必須搭建一個(gè)完整試驗(yàn)平臺(tái)，才滿足變流器出廠測(cè)試的需要。

目前三菱電機(jī)推廣用于風(fēng)電變流器是1.7kV的N系列HVIGBT模塊，這種模塊本來為機(jī)車牽引變流器設(shè)計(jì)，因此可靠性非常高。其內(nèi)部采用了第5代IGBT硅片——CSTBTTM(載流子存儲(chǔ)式溝槽型雙極晶體管)，損耗很低，并采用AlSiC底板，延長模塊的熱循環(huán)壽命。

此外，三菱電機(jī)為風(fēng)電變流器市場(chǎng)量身定做的新MPD(MegaPowerDual)系列IGBT模塊即將上市。該模塊內(nèi)部搭載了第6代IGBT硅片，飽和壓降和開關(guān)損耗得到更好的折衷，最高結(jié)溫可達(dá)175攝氏度。它采用無焊接鋁底板，加強(qiáng)了模塊的熱循環(huán)壽命，模塊內(nèi)部雜散電感得到最大程度的優(yōu)化；為每個(gè)主端子設(shè)置多個(gè)安裝孔，保證可靠連接并減少接觸熱阻；并內(nèi)置NTC溫度傳感器，方便過溫保護(hù)。