不同类型风电机组的效率对比（下）

　　风电峰观察：作者当年写这个系列的连载时，正处于华锐独领风骚之时，身处双馈阵营，难免会与直驱厂家出现口舌之争，颇有侠客之风，这正是当时作者的连载吸引我的地方。
该系列的连载主题为讨论如何提高风电机组传动链效率，并最终引出其“鸡尾酒风机”的设计理念，但结合当时行业发展状况，主要从发电性能、可靠性（故障率）的方面，对双馈和直驱进行了对比分析。
考虑目前技术发展状况，很多内容不再转载，有兴趣的朋友可以自行关注“鸡尾酒风机”新浪博客。
理想风机——传动链效率尽量保持高效，直驱的呢？
引子1：我一直有个理想，真正的了解直驱风机，比直驱风机厂家的人还懂直驱。
理想风机的传动链效率在任何功率下都尽量高。
传动链包括的三个部件囊括了机械、电机、电力电子,要全部弄懂效率，要费点劲。
第一部分，满发点的额定效率
有用的结论：
结论1：额定效率每提高一个百分点都是很不容易的事情。
结论2：当部件工作于额定点（额定功率）时，效率大多接近最高效，输入功率越低，效率也越低。也就是说额定风速时，效率基本最高，风速越小时，效率越低。
结论3：对任何发电机而言，同等功率下，额定转速越低（级数越多）的发电机，效率越低。
结论4：直驱风机传动链在额定点的效率小于双馈风机。
对于MW级风机而言，额定效率数据（综合各部件厂家的额定效率数据）如下： 综上所述，传动链额定点的整体效率:
双馈风机=齿轮箱97%*双馈发电机97% =94%。
直驱永磁风机=直驱永磁发电机95*直驱变频器97% =92%
二者差接近2个百分点。
一个辟谣：
很多人想当然的认为，直驱永磁发电机效率会非常高，高于双馈发电机。
首先，在额定点，任何发电机厂家绝对不敢说，其低速永磁发电机效率会高于高速双馈发电机。
其次，在低风速非额定点时，直驱永磁发电机效率高些，有多高？请参考第二部分。
另，效率是和成本挂钩，如勇猛的加大成本，则电机效率会高。现实是综合成本和效率，所有核心部件的额定效率如上表。
如果有人曾经看到过一些高于上表0.5%的数据，请忽略它，或者摆出来，我可以深入说点实情。
传动链的额定效率有多大的意义？
1、有，代入额定点的效率数值，能确定下面效率公式里的系数。
2、有，如果效率高2%，意味着减少30kW(1.5MW×2%）的损耗，30kW的损耗绝对会让一个冷却设计人员大伤脑筋。无论其采用风冷还是水冷。30kW大约等于机舱内工业加热器的的容量，能加热机舱的加热器总和！
结论，请尽量提高额定效率！
第二部分，非满发点的额定效率
非满发点的额定效率更有意思，也更实用。因为我从未看到哪个中国人真正花费时间做过这部分工作，虽然绝大部分整机厂家都在用Bladed算着功率曲线，业主也在用整机厂家提供的功率曲线计算着收益，计算着投资回报，但是除叶片Cp外，Bladed中其它部件带入（齿轮箱、发电机等）的损耗数据多是蒙的，或者干脆就不给（比如变频器）。
各部件效率曲线：
公式的推导很繁琐，我从没见过国内有人做过，部件类型众多，涉及太多的专业。
所有核心部件的效率公式来自，Henk Polinder写于2006 IEEE的《Comparison of Direct-Drive and Geared Generator Concepts for Wind Turbines》。本文的齿轮箱损耗计算要比Henk好的多。列出来也没几人能有兴趣根据公式模型计算，我发现人都是喜欢结论，宁肯找出10个相互矛盾的结论，也不愿意根据给出的公式自己进行验证。只有真正根据这些公式计算时，才能明白这些公式模型到底不足在哪里，你自然会啃书本请教人找出你的修正。
那些只给结论的任何报告，不给出效率公式（或源自何处的）都可疑，你无法证伪，这点来说IEEE的论文要好的多。
这些曲线都是我根据模型公式计算出来的，我自信是比较公正的。图中数据基本参照Nordex和金风风机77m实际值（参照不意为着完全一样，比如我要将叶片弄得基本一致，否则无法比较）。图是Matlab生成的，曲线对应的数据可以用尺子量，我对定量有自信，呵呵。如有人觉得不公正，可以指出，我将解释。
很多部件的效率或损耗曲线，就是部件制造商也提供不了。
各位看官先睹为快了，我将会直接给出各部件效率曲线图，一目了然，图会说话！
其实每一部件的效率计算都可以讲一大篇，不过估计也没人愿意看。 第三部分，结论