1.5.3 采用直驅(qū)型或半直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機組

直驅(qū)型或半直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機組在設(shè)計上采用交-直-交全功率變換器，實現(xiàn)了發(fā)電機輸出與電網(wǎng)在頻率、電壓大小和相位上的解耦，在各種風(fēng)速下發(fā)電機的輸出都不會影響變換器網(wǎng)側(cè)對電網(wǎng)的適應(yīng)性，很容易適應(yīng)電網(wǎng)的各種要求，解決了風(fēng)電并網(wǎng)的問題，這是直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機組很突出也很重要的優(yōu)點。因此，采用全功率變換技術(shù)在滿足電網(wǎng)調(diào)壓、調(diào)頻、調(diào)無功及低電壓穿越方面有先天的優(yōu)勢。

在帶有增速齒輪箱的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，齒輪箱在70～100m的高空一直處于振動的工作狀態(tài)，有的傳動鏈需要高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速高達1000r/min，因此在聯(lián)軸器、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等方面容易出現(xiàn)故障，更主要的是它的軸承、齒輪都會出現(xiàn)磨損，因此齒輪箱的故障率較高，同時帶齒輪箱的風(fēng)力發(fā)電機組需要較多的固定耗材或備件，如潤滑油、油管、水管、冷卻系統(tǒng)裝置、接口、閥門和泵等，這些都會增加維護的費用。直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機組是針對目前風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱故障率較高而設(shè)計的，可以為用戶減少很多維護的麻煩和維護費用，使風(fēng)輪機在高空中的維護工作大大減少。此外，從簡化傳動鏈和提高可靠性方面考慮，直驅(qū)型或半直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機組取消了故障率較高的齒輪箱或減少了齒輪箱級數(shù)，減少了故障點，提高了傳動鏈運行可靠性?，F(xiàn)在的直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機組有非常強的生命力，其總體發(fā)電效率比一般的雙饋風(fēng)力發(fā)電機組高出約5個百分點，按20年壽命期計算，累計發(fā)電量將比雙饋風(fēng)力發(fā)電機組多很多。

按照風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中所使用的齒輪箱的情形可以將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分為高傳動比齒輪箱型、直驅(qū)型和中傳動比齒輪箱型（半直驅(qū)型）。在高傳動比齒輪箱型系統(tǒng)中，風(fēng)輪機通常通過三級齒輪箱與風(fēng)力發(fā)電機連接。雙饋風(fēng)力發(fā)電機、籠型轉(zhuǎn)子異步發(fā)電機和同步發(fā)電機都可以采用這種形式。與高傳動比齒輪箱型系統(tǒng)相比，中傳動比齒輪箱型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)減小了傳統(tǒng)齒輪箱的傳動比，降低了系統(tǒng)維護成本和故障率；與直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)相比，減少了風(fēng)力發(fā)電機的極數(shù)，從而減小了風(fēng)力發(fā)電機的體積。因此，中傳動比齒輪箱型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一種折中方案，特別是在稀土永磁材料價格比較昂貴的時候采用更優(yōu)。