對當(dāng)下化石能源幾至枯竭的局面，尋找可再生的替代能源已經(jīng)成為世界關(guān)注的焦點。生物質(zhì)能取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時也是唯一一種可再生的碳源，被視為第四大能源資源。將可再生的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為潔凈電力，受到世界各國的重視。本文就變頻器在生物質(zhì)秸稈電廠中的應(yīng)用進行探討。
1、生物質(zhì)秸稈發(fā)電技術(shù)簡介
生物質(zhì)發(fā)電作為新興產(chǎn)業(yè)被大力扶植，未來發(fā)展前景廣闊。根據(jù)發(fā)改委2009年發(fā)布的國家《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，2020年全國生物質(zhì)發(fā)電裝機容量將達(dá)到3 000萬kV，其中農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電裝機容量可達(dá)2400萬kV。據(jù)相關(guān)媒體報道，我國各級政府目前核準(zhǔn)的生物質(zhì)發(fā)電項目累計超過170個，總裝機超過460萬kV，其中已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電的項目超過50個，發(fā)電總裝機已超過200萬kV。
生物質(zhì)秸稈發(fā)電是秸稈優(yōu)化利用的最主要形式之一。隨著《可再生能源法》和《可再生能源發(fā)電價格和費用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》等的出臺，秸稈發(fā)電備受關(guān)注，目前秸稈發(fā)電呈快速增長趨勢。各級政府在招商引資中也都把秸稈發(fā)電作為一個重頭戲，秸稈發(fā)電概念在資本市場也開始活躍。秸稈發(fā)電利國利民，受到越來越多的人關(guān)注。我國坐物質(zhì)能資源非常豐富，農(nóng)作物秸稈資源量超過7.2億t，其中6.04億t可作能源使用。國家通過引進、消化、吸收國外先進技術(shù)，嫁接商品化、集約化、規(guī)模化的管理經(jīng)驗，結(jié)合中國國情，在農(nóng)村推廣實施秸稈發(fā)電技術(shù)，在節(jié)省不可再生資源、緩解電力供應(yīng)緊張等方面都具有特別重要的意義。秸桿發(fā)電不但減少了秸稈焚燒對環(huán)境造成的危害、減少了溫室氣體和有害氣體排放，而且對帶動新農(nóng)村建設(shè)無疑將起到重要的促進作用。
2、變頻器在生物質(zhì)秸稈電廠中的應(yīng)用
2.1變頻囂的定義及特點
變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、變頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因素、過流／過壓／過載保護等功能。國內(nèi)技術(shù)較領(lǐng)先的品牌有匯川、歐瑞（原煙臺惠豐）、三晶、藍(lán)海華騰。
2.2變頻器在生物質(zhì)秸稈電廠中的作用
2.2.1變頻節(jié)能
變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在生物質(zhì)秸稈電廠的風(fēng)機、泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機械在設(shè)計配用動力驅(qū)動時，都留有一定的富余量。當(dāng)電機不能在滿負(fù)荷下運行時，除達(dá)到動力驅(qū)動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。風(fēng)機、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時，如果流量要求減小，通過降低泵或風(fēng)機的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。
2.2.2功率因數(shù)補償節(jié)能
無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費嚴(yán)重，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。
2.2.3軟啟動節(jié)能
生物質(zhì)秸稈電廠中的電機硬啟動對電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設(shè)備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護費用。
我們以江蘇省國信集團等在淮安楚州投資的秸稈發(fā)電項目為例，該生物質(zhì)秸稈電廠采用8臺CL2700系列變頻器進行調(diào)速控制。變頻器為直接高一高方式的電壓源型，外加工頻旁路切換開關(guān)。為了適應(yīng)電廠設(shè)備運行安全性及工藝需要，變頻器除了滿足上述基本性能指標(biāo)要求外，還具有如下功能：
1)風(fēng)機變頻改造后，既可以變頻調(diào)速運行，也可以直接投工頻運行。控制電源為兩路交流220V，兩路相互備用，當(dāng)兩路控制電同時故障時，UPS至少能維持30min。控制系統(tǒng)采用“雙DSP+PLC+觸摸屏”方案，系統(tǒng)可靠性高。DSP運行速度達(dá)到納秒級，完全杜絕了“工控機+PLC+單片機”的工控機方案而出現(xiàn)的內(nèi)存損壞、風(fēng)扇停運等故障；
2)變頻器配置單元旁路功能，在局部故障時，變頻器可將故障單元旁路，降額繼續(xù)運行，減少風(fēng)機忽然停機造成的損失。旁路狀態(tài)可以長期運行，等適當(dāng)時候停機處理。具有軟起動功能，沒有電機啟動沖擊引起的電網(wǎng)電壓下跌，可確保電機安全、長期運行；系統(tǒng)采用中性點漂移技術(shù)，當(dāng)某個功率單元出現(xiàn)故障時，可以自動監(jiān)測故障并啟動單元旁路功能，使得該單元不再投入運行，不用同時旁路故障單元的同一級其它兩個功率單元，程序會自動進行運算，調(diào)整算法，使得輸出的三個線電壓仍然完全對稱，系統(tǒng)能維持額定輸出的95%以上，幾乎對機組運行不產(chǎn)生任何影響；
3)系統(tǒng)的功率單元為模塊化設(shè)計，同等容量的變頻器功率單元均可互換，功率單元更換方便，3min即可更換一個模塊和電廠的DCS系統(tǒng)實現(xiàn)無縫接口
2.3生物質(zhì)秸稈電廠中變頻囂的使用管理及保養(yǎng)
1)管理日常化，維護保養(yǎng)經(jīng)常化。在建立機制的基礎(chǔ)上，我們把維護保養(yǎng)的內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)溶解到變頻器管理活動當(dāng)中去，使維護和保養(yǎng)工作做到了有質(zhì)、有量、有形、有效的開展，做到變頻器維護保養(yǎng)工作經(jīng)常化。為了鞏固和保持變頻器維護保養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，我們在變頻器管理上嚴(yán)格執(zhí)行交、接制度，做到“五交、三不交”。五交是：交生產(chǎn)和上作情況的同時，交變頻器運行和使用情況；空不安全因素，預(yù)防措施和事故的處理情況；交三級過濾情況，交滴漏跑等情況。“三不交”楚：遇有變頻器事故沒處理完不變；變頻器問題不清楚不交；衛(wèi)生不達(dá)標(biāo)不交。主動F1覺完成當(dāng)班的各項任務(wù)，做到交文明班。標(biāo)準(zhǔn)班。問時，每天要記錄變顙器發(fā)電機的運行數(shù)據(jù)．包括變頻器輸出頻率，輸出電流，輸出電壓．變頗器內(nèi)部直流電壓，散熱器溫度等參數(shù)．-j合理數(shù)據(jù)對照比較．以利于日發(fā)現(xiàn)故障隱患。變頻器如發(fā)生故障跳閘，務(wù)必記錄故障代碼，和跳閘時變頻器的運jF下況，以便其體分析故障原因：
2)灰塵與潮濕是變頻器的最致命殺手，特別是當(dāng)停機幾天后．粘在電路板上的塵埃返潮。這時送電后變頻器電路板就最容易打火而損壞。最好能將變頻器安裝在空訶房里．或裝在有慮塵網(wǎng)的電機蟹。要定時滑掃電路板及敞熱器上的灰塵：停機一段時間的變頻器在通電前最好用電吹風(fēng)吹一下電路板；
3)加強變頻器日常檢查。每兩周進行一次．檢查記錄運行中的變頓囂輸出三相電壓，并注意比較他們之間的平衡度；檢查記錄變頻器的三相輸出電流．并留意比較他們之間的平衡度；檢查記錄環(huán)境溫度，散熱器溫度；查看變頻器有無異帶振動，聲響，風(fēng)扇是否運轉(zhuǎn)正常，同時．每臺頻器每季度清灰保養(yǎng)1次。保養(yǎng)要清除變頻器內(nèi)部和風(fēng)扇內(nèi)的積灰、臟物，將變頻器表面擦拭干凈；變頻器的表面要保持清潔光亮；在保養(yǎng)的同時要仔細(xì)檢查變頻器，察看變頻器I^}有無發(fā)熱變色部位，水泥電阻有無開裂現(xiàn)象，電解電容有無膨脹漏液防爆孔突出等現(xiàn)象．PCB板是否異常有沒有發(fā)熱燒黃部位。保養(yǎng)結(jié)束后，要恢復(fù)變頻器的參數(shù)和接線，送電。帶電機工作在3Hz的低頻約1min，以確保變頻器工作正常。
3、結(jié)論
總之，變額器在生物質(zhì)秸稈電廠中的應(yīng)用極為重要，已經(jīng)日益成為重要的驅(qū)動控制設(shè)備，值得各級管理部門大力關(guān)注。
三門峽富通新能源生產(chǎn)顆粒機、秸稈壓塊機、飼料顆粒機等生物質(zhì)燃料飼料成型機械設(shè)備，同時也有大量的生物質(zhì)燃料出售。
