MW级风电机组采用的技术方案与kW级机组有着相当大的差别，相应地，风冷技术已经不能满足MW级机组的散热要求。采用散热效率更高，控制方式更为先进灵活的水冷却系统成为了突破我国风力发电机组容量限制的重要基础和首要前提。

由于风能是不稳定的能量来源，为了保证发电频率与电压，传统的kW级风电机组主要依靠叶片和齿轮系统保证，即风速达到一定值以后，由桨叶和齿轮箱调整保证发电机转速就不随风速改变而改变，从而保证输出电压和频率的稳定。MW级风电机组则依靠变频装置保证输出电压和频率，控制方便可靠且没有容量限制。除了控制策略以外，散热方式也是变流装置应用的重要前提之一，强迫风冷技术在kW级容量的风电机组中得到了广泛的成熟应用，但是由以上可以看出MW级风电机组采用的技术方案与kW级机组有着相当大的差别，相应地，风冷技术已经不能满足MW级机组的散热要求。采用散热效率更高，控制方式更为先进灵活的水冷却系统成为了突破我国风力发电机组容量限制的重要基础和首要前提。

广州高澜节能技术有限公司成立于2001年，为全球客户提供专业节能产品和解决方案，专注于节能冷却、电能质量治理和能效管理信息化3大核心技术。产品主要应用于各类工业生产中电能及热能的转变、传输和使用过程，涵盖电力、电子、航空、铁道、石油、化工、电信、冶金等行业，广泛应用于智能电网、风力发电、核能发电、太阳能利用、海上石油平台、油田、轨道交通、电气传动和变频、新能源汽车等工业应用领域，业务范围遍及全国各地和欧洲、北美、非洲、东南亚与中亚等地区。

高澜节能的水冷系统在风电行业应用上，根据冷却容量和流量的大小配套有MW型、多MW型的水冷系统，散热容量范围是25～140kW，系统流量范围是5～50T/h，而且可以根据不同的搭配组合满足不同厂家变流器冷却容量的需求，目前已经实现在6MW的项目中的水冷应用。

风力发电机组及变流器密闭式循环纯水冷却系统

针对风力发电机组使用地点的不同，高澜公司开发了陆地型、沿海型、低温型、高温型和高海拔型的水冷系统。海拔高度囊括至4000m，低温至-40℃，高温至50℃，盐雾C4等级的极端环境要求均有配套的产品。

高澜节能在风电行业应用的产品已取得16项授权专利，3项软件著作权，并在2012年制定了《Q/GLJN 4-2012 风力发电风机用水冷却设备》的企业标准。水冷系统的设计和制造基准是保证系统在各种环境条件下适应变流器的各种运行工况，装置能长期稳定运行，无变形、泄漏、异常振动和其他影响变流器正常工作的缺陷。管路系统的设计保证其沿程水阻为最小。所有机电设备和仪表的选型均选择国际知名的可靠产品，材料的选择考虑了系统在长期严寒、风沙和盐雾环境下产生的腐蚀、老化、损耗的可能性。对实时性要求较高的远程控制信号和水冷系统报警信号，水冷系统通过开关量节点与机组监控系统进行通讯。对信息量较大的在线参数检测及水冷系统报警信息水冷系统通过DP profibus与机组监控系统进行通讯。

水冷系统带有自动控制模式，系统控制回路送电后，进入自动模式，主循环泵、风机、电加热器等可在调试菜单中进行手动操作。系统运行后，PLC自动控制冷却水温度，对水冷系统参数的超标及时发出预警，当参数严重超标有可能影响被冷却器件运行安全时自动发出跳闸警报。主循环泵、电加热器、风机、三通阀等由PLC根据实际工作条件进行自动控制，全面实现风电机组的智能化运行。

高澜公司针对风电行业的特殊要求对产品进行优化：

●采用一体化柜式，高集成模块化设计。将水冷机械本体及电气控制单元安装在同一柜体内，便于大规模生产，满足快捷安装和维护的需求。

●利用计算机辅助设计软件，对风力发电机组变流器散热、温度场和空气散热器热负荷仿真。根据仿真结果，对不同运行环境、不同结构布置的水冷系统进行设计，并通过热负荷试验验证。

●风电发电机组变流器水冷系统在运行过程中由于风的不可控性和随机性，有时瞬时变化可达10m/s以上，由于随风速变化风机负载波动幅度大，因此对冷却系统的冷却速度也应具有波动性。水冷系统频繁的切入和切出以及振动的影响，使系统的温度和压力突变。因此风力发电机组变流器水冷系统温度、压力的准确调节也是关键技术之一。

●针对不同气候对冷却系统冷部件及仪表的影响，对冷却系统进行防腐蚀、盐雾等设计。

●温差耐受性。系统适宜运行环境温度最低气温为-40℃，最高为50℃，部分地区昼夜环境温差极大，水冷设备的材料、密封性须满足耐受温度广等特点，因此设备所有部件需通过整机高、低温交变测试验证。

国内外传统风电机组变流器水冷系统，采用机械式自励调节系统的温度，存在温度调节不迅速、调温不精确、出现水冷却系统循环水温差大等情况，对变流器的散热带来不利影响。用于膨胀罐释放或储存能量参与系统的压力调节，当系统压力过高时安全阀动作排出部分冷却水来维持系统的正常压力，由于内部冷却介质的不断排出带来系统补水维护周期过短，同时也会引起系统压力的突变问题。

基于对以上问题，同时结合变流器发热的特性及温度场的分布、空气散热器散热仿真分析和热负荷试验，通过在与空气换热器的进口管路连接的循环管路上设置有电动三通阀来控制流经空气换热器回路的流量，且该电动三通阀的一支路与和空气换热器出口管路连接的循环管路连通，根据水温的变化，三通阀在一定温度范围内自动调节阀门工作角度，从而控制流经换热器的流量比例。当水温过低时，一部分从被冷却器件中过来的热水不经过空气换热器降温，直接回到主循环泵的入口，从而使循环水温回升，提高了水冷装置温度调节的响应速度和控制精度。

在主循环管路上设有压缩空气稳压单元。膨胀罐的顶部充有稳定压力的压缩空气，当系统压力损失时，压缩空气自动扩张，把冷却水压入循环管路系统，以保持管路的压力恒定和冷却水的充满，当系统压力小于设定压力时，气泵自动向系统进行补气增压来补偿压力的损失。电磁阀的作用是排放由于温度变化引起系统压力升高的多余气体。

我国拥有辽阔的海域，海上风电资源无污染且取之不尽，应大力开发海上风电资源。我国海上风电为陆上风电可开发量的3倍，因此它将成为我国开发清洁能源一个重要的新领域，而且在国外深海的风力发电已有应用，因此发展更高要求的海上高MW的风电配套的水冷系统是我公司正在进行的研发方向。