1.5.3 采用直驱型或半直驱型风力发电机组

直驱型或半直驱型风力发电机组在设计上采用交-直-交全功率变换器，实现了发电机输出与电网在频率、电压大小和相位上的解耦，在各种风速下发电机的输出都不会影响变换器网侧对电网的适应性，很容易适应电网的各种要求，解决了风电并网的问题，这是直驱型风力发电机组很突出也很重要的优点。因此，采用全功率变换技术在满足电网调压、调频、调无功及低电压穿越方面有先天的优势。

在带有增速齿轮箱的风力发电系统中，齿轮箱在70～100m的高空一直处于振动的工作状态，有的传动链需要高速旋转，转速高达1000r/min，因此在联轴器、润滑系统、冷却系统等方面容易出现故障，更主要的是它的轴承、齿轮都会出现磨损，因此齿轮箱的故障率较高，同时带齿轮箱的风力发电机组需要较多的固定耗材或备件，如润滑油、油管、水管、冷却系统装置、接口、阀门和泵等，这些都会增加维护的费用。直驱型风力发电机组是针对目前风力发电机组齿轮箱故障率较高而设计的，可以为用户减少很多维护的麻烦和维护费用，使风轮机在高空中的维护工作大大减少。此外，从简化传动链和提高可靠性方面考虑，直驱型或半直驱型风力发电机组取消了故障率较高的齿轮箱或减少了齿轮箱级数，减少了故障点，提高了传动链运行可靠性。现在的直驱永磁同步风力发电机组有非常强的生命力，其总体发电效率比一般的双馈风力发电机组高出约5个百分点，按20年寿命期计算，累计发电量将比双馈风力发电机组多很多。

按照风力发电系统中所使用的齿轮箱的情形可以将风力发电系统分为高传动比齿轮箱型、直驱型和中传动比齿轮箱型（半直驱型）。在高传动比齿轮箱型系统中，风轮机通常通过三级齿轮箱与风力发电机连接。双馈风力发电机、笼型转子异步发电机和同步发电机都可以采用这种形式。与高传动比齿轮箱型系统相比，中传动比齿轮箱型风力发电系统减小了传统齿轮箱的传动比，降低了系统维护成本和故障率；与直驱型风力发电系统相比，减少了风力发电机的极数，从而减小了风力发电机的体积。因此，中传动比齿轮箱型风力发电系统是一种折中方案，特别是在稀土永磁材料价格比较昂贵的时候采用更优。