陽光電源葛陽彪：深耕大功率海上風電變流器技術，以創新方案助力產業高質量發展

2025年10月10日，國能網?第一屆風電產業大會在上海隆重召開，陽光電源風能事業部研發中心經理葛陽彪受邀出席，并發表了題為《大功率海上風電變流器關鍵技術及產品方案探討》的主題演講。

在“雙碳”目標深入推進、海上風電成為能源轉型重要力量的背景下，葛陽彪經理圍繞海上風電發展趨勢、大功率海上風電變流器關鍵技術突破及產品方案創新展開深度分享，為行業破解技術難題、實現降本增效提供了極具價值的思路與方向。

海上風電發展浪潮下

變流器的關鍵地位

在全球能源轉型的大背景下，海上風電作為清潔能源的重要組成部分，正迎來前所未有的發展機遇。

隨著技術的不斷進步和成本的逐步降低，海上風電的裝機容量持續攀升，其在大規模能源供應中的角色日益重要。

葛陽彪經理在演講中指出，大功率海上風電變流器作為海上風電系統的核心設備之一，其性能直接影響著風電系統的發電效率、可靠性和電能質量。

海上風電場通常位于遠離陸地的海域，環境復雜多變，對變流器的適應性和穩定性提出了極高的要求。

同時，隨著海上風機單機容量的不斷增大，變流器需要處理更高的功率，這對變流器的技術水平和產品方案提出了新的挑戰。

因此，研發高效、可靠、智能的大功率海上風電變流器已成為推動海上風電產業發展的關鍵。

關鍵技術突破

解鎖變流器性能新高度

葛陽彪經理首先介紹了變流器拓撲結構的創新。

傳統的兩電平變流器在大功率應用中存在諸多局限，如開關損耗大、輸出電壓諧波含量高等。

為了解決這些問題，陽光電源研發團隊采用了三電平甚至多電平拓撲結構。

這種拓撲結構通過增加電平數，有效降低了開關器件的電壓應力，減少了開關損耗，同時顯著改善了輸出電壓的波形質量，降低了對電網的諧波污染。

以三電平NPC（中性點箝位）拓撲結構為例，它通過在直流側引入中點箝位電路，實現了三個電平的輸出。

與兩電平拓撲相比，三電平拓撲的輸出電壓跳變幅度減小了一半，從而降低了開關損耗和電磁干擾。

此外，三電平拓撲還可以通過合理的調制策略，進一步優化輸出電壓波形，提高電能質量。

控制算法是變流器性能的核心，在演講中，葛陽彪經理詳細闡述了陽光電源在變流器控制算法方面的優化策略。

為了提高變流器的動態響應速度和穩定性，研發團隊采用了先進的矢量控制算法。

該算法通過對電機磁鏈和轉矩的解耦控制，實現了對電機轉速和轉矩的精確調節。

同時，為了提高變流器在復雜電網環境下的適應性，研發團隊還引入了自適應控制算法。

這種算法能夠根據電網的實時變化，自動調整控制參數，確保變流器在不同工況下都能保持穩定的運行。

例如，在電網電壓波動或頻率變化時，自適應控制算法可以快速調整變流器的輸出功率，保證風電系統與電網的同步運行。

大功率海上風電變流器在工作過程中會產生大量的熱量，如果不能及時有效地散熱，將會導致變流器溫度升高，影響其性能和可靠性。

葛陽彪經理還介紹了陽光電源在散熱與可靠性設計方面的創新舉措。

在散熱設計方面，研發團隊采用了液冷散熱技術。

與傳統的風冷散熱相比，液冷散熱具有散熱效率高、噪音低等優點。

通過在變流器內部設置液冷通道，將冷卻液循環流經發熱元件，能夠快速帶走熱量，確保變流器在高溫環境下也能穩定運行。

在可靠性設計方面，研發團隊從器件選型、電路設計、結構布局等多個方面進行了優化。

選用高品質的功率器件和電子元件，提高變流器的抗干擾能力和使用壽命。

采用冗余設計，在關鍵部位設置備用元件，當某個元件出現故障時，能夠自動切換到備用元件，保證變流器的正常運行。

產品方案

滿足多樣化市場需求

葛陽彪經理強調，不同海上風電場的環境條件和運行要求各不相同，因此需要提供定制化的產品方案。

陽光電源根據客戶的具體需求，從功率等級、拓撲結構、控制算法等方面進行個性化設計，為客戶提供最適合的變流器產品。

例如，對于位于淺海區域、風速相對穩定的風電場，可以提供功率等級適中、結構簡單的變流器產品；而對于位于深海區域、環境惡劣、風速變化大的風電場，則需要提供功率等級更高、具備更強適應性和可靠性的變流器產品。

隨著人工智能和物聯網技術的不斷發展，智能化已成為變流器產品的發展趨勢。

葛陽彪經理介紹了陽光電源推出的智能化變流器產品方案。

該方案通過在變流器中集成傳感器、通信模塊和智能算法，實現了對變流器的遠程監控、故障診斷和預測性維護。

通過遠程監控系統，運維人員可以實時獲取變流器的運行狀態、參數信息等，及時發現潛在問題并進行處理。

故障診斷系統可以利用大數據分析和機器學習算法，對變流器的故障進行準確診斷，并提供相應的解決方案。

預測性維護系統則可以根據變流器的運行數據和歷史故障記錄，預測設備的剩余使用壽命和可能出現的故障，提前安排維護計劃，降低運維成本。

展望未來方向

以全場景產品矩陣賦能產業升級

演講最后，葛陽彪經理對陽光電源大功率海上風電變流器的產品布局與產業價值進行總結。

目前，陽光電源已形成覆蓋5.XMW-30MW機組的全功率變流器產品矩陣，核心產品具備三大優勢：

一是極致功率密度設計，在緊湊尺寸下實現高效運行，為風電機組布局提供更多靈活性；

二是平滑轉矩控制技術，減少機組運行中的機械沖擊，保障設備安全與壽命；

三是冗余多級降額功能，確保極端工況下的可靠運行，降低停機損失。

在應用場景適配方面，產品可全面覆蓋1140V、1800V等多電壓等級，適配低頻傳輸系統與海上柔性直流輸電系統，滿足不同海域、不同功率等級風電場的需求。

葛陽彪經理強調，風電變流技術的發展“不止于‘大’”，未來還需在 “新器件與拓撲創新”“更高功率密度”“更高可靠性”三大方向持續發力，同時強化“快速功率響應”“網源協同”“構網型運行控制”等電網支撐能力，讓海上風電不僅能“發得出電”，更能“發好電、服好網”。

此次演講中，葛陽彪經理的分享不僅展現了陽光電源在海上風電變流器領域的技術實力與創新成果，更為行業提供了清晰的技術迭代路徑與產品解決方案。

在全球能源轉型加速推進的背景下，隨著大功率、高可靠、電網友好型變流器技術的廣泛應用，海上風電將進一步釋放開發潛力，為實現“雙碳”目標注入更強動力。

來源：風電頭條