国内先行者！“箱变上置”将引领陆上大兆瓦风电创新方向

  2021年，我国风电行业将迈入“平价时代”，优化创新慢慢的变成了行业高水平发展的必然选择。对于风电机组的技术创新而言，业内已经探索出诸多降低整机成本并大幅度的提高发电效率的优化方案，但在箱式变压器（简称箱变）技术创新上，我们与国外风电行业还有一些差距。

  纵观全球风电发展，Vestas、GE、西门子歌美飒等国际风电巨头是风电技术发展的风向标，始终引领着风电技术的发展的新趋势和潮流。

  据了解，在箱变与整机机组技术的组合创新上，Vestas推出的V150-4.2机型就采用了高速发电机、箱变上置到机舱内的技术方案。于2018年7月获得第一个全球批量订单，引领了陆上4MW及以上大功率风电技术发展的趋势潮流。

  GE在2017年9月推出的4.8MW-158，采用高速齿轮传动+双馈电机技术路线，同样将箱变上置于机舱内部。2018年9月推出Cypress新型陆上平台，及平台机型5.3-158机组，采用4.8-158机组架构。

  西门子歌美飒SGRE 4.xMW平台产品SG4.5-155，采用高速齿轮传动+双馈电机技术路线，并将箱变上置于机舱内部。其2019年推出的5.x陆上平台产品SG5.8-155和SG5.8-170，仍沿用4.xMW技术架构。

  三大风电巨头在大兆瓦整机设计与生产中，全部选用了箱变上置到机舱内的技术方案，该方案充足表现了产品的全球通用性和产品生命周期成本经济性，引领了陆上4MW及更大功率机组潮流，也代表着行业未来的主流技术趋势。

  2019年，三一重能依据国际化的视野和标准，推出基于箱变上置到机舱技术方案的4.xMW以上机型平台产品。作为首先将该创新技术引入国内并应用于大兆瓦机组研发的企业，三一是如何考虑的？从国外风电行业对于该技术和产品的试用和验证来看，箱变上置能给行业带来什么价值？

  三一重能研究院副院长陈湘泉先生表示，箱变上置为行业带来的价值不仅仅在于建设成本的降低，更重要的是对于风电制造与建设的优化创新，这将为行业未来带来重要的价值并引领陆上大兆瓦机组的发展方向。

  首先，行业主流发电机输出电压普遍是低压690V左右，如果将箱变放置在塔筒外面的地面，以4.5MW为例，从塔筒底部到箱变这一段距离，大约需要35根铠装电缆（每根3芯240mm2+1芯120mm2，大约每根35m），这一部分电缆大约需要几十万元的成本。而将箱变上置到机舱后，35KV从塔筒底部输出，电流大幅度降低，仅用1根就满足输电要求，成本较低。

  其次，箱变上置到机舱后，由于电压升高，塔筒内的电流大约仅有原来的1/50，塔筒电缆的线MW的风机，线KW以上。也就是说，减少线损的最大值可达到风机总功率的2%以上。

  其三，中国人多地少，节约土地资源也同样是绿色能源的价值所在，当前风电项目中每台箱变大约需要20m2的占地面积，征地、基础施工、浇注、单独安装每台箱变的成本也在几万元以上，而且从箱变基础施工到养护周期需要1个月左右，一方面增加风场建设和成本，还延长了工程建设周期，滞后风场发电投产进程。

  最后，从风电场后期的运维管理来看，地面箱变带来的风场管理难度增加存在于多个方面：人为损坏、叶片结冰掉落、水涝浸淹、风沙侵蚀等问题，这些均增加了运维环节的人力与物力成本。

  综上所述，箱变上置是国外业主们普遍认可的方式，也是国内风机厂商走向国外市场的必然选择。为走出国门，国内厂商可能会陆续接受并选择箱变上置到机舱内的方案。

  当前，三一重能与国内一流的箱变厂家合作，开发并采用上置到机舱内的箱变产品，同时与禾望建立深度合作，采用了运行十多年的变流器上置到机舱内的成熟技术，这些技术方案也同样应用于Vestas、GE、西门子歌美飒等厂家。

  为保障箱变可靠性，三一重能将箱变隔离在机舱高压室，配置具有较高屏蔽型的高压专用电缆，为工作人员建立起一道安全屏障。

  对整机企业而言，箱变上置技术无疑会带来机组成本的增加，但三一认为：以牺牲部分成本所带来风电整机技术的创新，不但符合了风电平价时代高水平发展的需求，也为用户带来更多的价值，从长久意义上看，其一定合乎行业发展的趋势。

  目前，三一重能4.XMW机组已得到业主的青睐和认可，在刚刚公示的“国家电投通辽和阿拉善140万千瓦风电项目机组设备采购中标企业”中，三一重能中标通辽项目第3标段扎鲁特旗一250MW风电项目。对于代表行业未来发展趋势之一的箱变上置到机舱方案，三一重能未来会将其用于更多的风场，惠及更多的客户。

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