發布時間：2020-10-15所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：與其他發電方式相比，風電發電的應用效率較高。但風力發電的環境相對較差，目前風電行業發展尚未完善，風電機組的運行與維護有巨大的發展空間。然而風力發電機組運行中會遇到各種安全性問題，導致風電機組安全事故頻發，加強風電機組的安全性保護勢在
摘要：與其他發電方式相比，風電發電的應用效率較高。但風力發電的環境相對較差，目前風電行業發展尚未完善，風電機組的運行與維護有巨大的發展空間。然而風力發電機組運行中會遇到各種安全性問題，導致風電機組安全事故頻發，加強風電機組的安全性保護勢在必行。基于以上原因，本文分析了風力發電機組當前的運行現狀，對風力發電機組的安全運行展開探析，并探討保障風力發電機組安全運行的保護技術，以期促進風力發電機組的安全運行。
關鍵詞：風力發電;機組運行;安全控制
1風力發電機組分析
風力發電機組的運行需要借助風力，以風力推動風輪的轉動，進而實現風能向機械能的轉化。通過風力發電機的持續旋轉，電機的機械能轉化為電能，這就是風電機組發電的工作原理。風力發電機組發出的電能，通過變流器轉化為穩定輸出的電能，通過升壓變壓器將風電機組發出的電能輸送至供電線路，進而為生活用電以及工業用電提供電力保障。
在科技不斷進步的當下，風電技術得以優化與完善，目前變槳距技術應用率較高，其可在風速變化下實現風輪轉速的改變，并在變流技術作用的輔助下控制發電機的轉距，進而在保持電流、頻率不變的情況下最大化提高發電效率[1]。
2當前風力發電機組的運行現狀
2.1風力發電機組事故頻發
風力發電機組運行時，輪轂內變槳驅動有可能會出現故障，功率變流器也會出現問題，或在機組偏航時出現偏航速度、偏航角度偏差等問題，雖可采用多次復動或設備重啟等方式確保機組運行的恢復，然而多次復位也會使風能的利用率受到影響，短時間內多次啟停會使風機利用率降低，也會縮短設備的使用壽命。
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同時，如風力發電機的變槳電機或齒輪箱等重要部件出現故障問題，必須要停機進行設備檢修，由專業的技術人員進行設備的維修與零件的更換，不僅維修工作任務繁重，還需停機較長時間才可恢復設備的正常運行，會增加機組維護成本，降低風機的發電量，影響風力發電機組的經濟收益。
2.2風力發電機組核心部件的損壞率較高
在風力發電機組運行時，如果核心部件出現損毀，將會對其運行安全產生嚴重影響，通常齒輪箱、發電機以及輪轂變槳驅動等重要部件應用次數較多，易出現故障，維修及維護成本相對較高，并且在零部件更換后還需進行繁瑣的調試工作，如更換的部件不合適或損壞，不僅需再次維修，還需投入大量的維修成本。
3風力發電機組的安全運行分析
風力發電機組安裝于野外，其運行環境較為復雜，并且難以通過人力作用進行風速、風向的調整，風機運行時所承受的外部壓力較為復雜，因此，外界環境因素的影響會對風機的穩定運行帶來不利影響[2]。
在風力發電機組制造時應用的主要是金屬結構材料，需對其進行嚴格的檢測，以確保材料具有較強的溫度變化抵抗能力以及抗防腐能力，并對其結構設計進行合理優化，以此提升風力發電機組的運行壽命。
由于風電機組需24小時運行，并屬于自動控制的運行方式，因此也應設計與之相匹配的自動運行控制系統。具有可編程功能的控制器(PLC)是風力發電機組的總控制系統，系統中安裝了控制系統以及傳感器，同時還包含下屬執行機構。傳感器的作用是對發電機組的運行狀態進行感知及反饋，而PLC則會在機組各個指標出現異常情況時進行邏輯判斷并及時處理，控制器起到的是對各個結構的控制作用，控制系統能否發揮出良好的控制性能是決定風力發電機組能否正常運行的關鍵因素。
風力發電機組能否穩定與安全運行，取決于其控制系統能否展現出良好的控制效果�，F階段，風力發電機組的控制系統當中應用的都是安全鏈保護系統，這種運行系統較為獨立，現多數整機廠家的安全鏈保護系統采用的是單回路結構，各個監控點相互關聯，一旦機組出現安全故障，單回路將會自動觸發開關而斷開安全鏈保護回路，風力發電機組緊急停機，進而實現對其安全保護[3]。
變槳距的調整是控制風機運行狀態的主要方式，通過對變槳距的控制可以降低風電機組葉片承受的負荷，進而減少機組載荷。在機組中止運行時，槳葉角位置將會改變，進而實現對機組的安全保護。
4保障風力發電機組安全運行技術的應用對策分析
4.1提高風力發電機組安裝質量
整機安裝是風力發電機組運行之前的重要環節，良好的安裝質量，可以使風力發電機組的運行效率更高，使之安全運行得以保障，進而將風力發電機組的經濟效益完全展現出來。風力發電機組通常安裝于戶外地勢較高處，安裝過程中較為困難[4]。
安裝過程中，必須加強對各個部件的控制，需嚴格對重要的連接點進行排查，特別要加強電氣線纜接頭的狀態檢查，如果接頭連接的緊密性不夠，一旦發電機出現故障問題將會導致連接處出現虛接、接觸不良、短路起火等現象，進而導致嚴重的火災事故發生，會導致整個系統癱瘓，為發電企業帶來不可估量的經濟損失[5]。
4.2加強設備巡檢管理
系統的運行狀況取決于控制系統軟硬件的應用情況，在風力發電機組運行時，工作人員必須在控制室內對各個機組的運行情況進行嚴密監控，并對其運行參數進行準確記錄，定期到運行現場進行巡檢，以確保風機正常運行，系統運行無異響。將軟硬件系統的檢查納入到日常檢查項目當中，定期進行系統軟硬件參數的測定，加強設備的維護與檢修工作，從主動預防入手，減少設備故障問題的發生。
4.3制定緊急狀況的應對措施，減少緊急事故的影響
風力發電機組安裝于戶外環境，自然災害的發生會對其運行安全產生不利影響，因此，應采取有效的對策加強對機組的電壓保護，并對雷電接收傳導系統進行優化與完善[6]。
4.4 加強風機的合理化設計，減少設計失誤
風力發電機組是一個復雜的系統。涉及專業包含電氣、控制、機械、空氣動力學、仿真學、振動等多個專業，涉及專業多而廣。各專業需根據自身專業特色，明確分工，并加強各個專業之間的相互協調與配合。建立快速處理機制，從風機的源頭設計上做好各個專業的分工，有問題及時處理，進行合理化設計方案，確保整機設計準確無誤，最大限度的減少設計失誤。
4.5加強機組齒輪箱與發電機的日常維護管理
發電機、齒輪箱是風力發電機組的重要結構組成，加強對發電機、齒輪箱的日常維護與保養，可以確保機組的安全與穩定運行。
日常檢查中，要對齒輪箱的油位及油色進行檢查，以免其出現漏油及油質出現問題，同時要查看風機運行中是否出現異響，風機出現異響有可能是軸承損壞、嚙合損壞、部件松動、油泵損壞等問題。還需檢查齒面，以免其出現不平整現象或發生不明震動或異響的情況。
日常檢查中，要對發電機的潤滑系統、碳刷、連接螺栓、電纜等進行檢查，以免發電機出現潤滑不暢、磨損、螺栓松動、電纜松動及磨損情況。要定期更換潤滑油脂及碳刷。
結語
歷經多年的發展，風力發電領域的研究逐步深入，實現了穩定與長效的發展。由于風力發電機組故障頻發，進而使其運行狀況受到了不利影響。面對風力發電機組的隱患問題，應采取有效的技術手段進行安全維護，從事前預防入手，減少發電機組的故障隱患，使之運行過程中的風險發生率得以降低，進而為風電機組的安全運行提供保障，推動風力發電領域的穩步發展。——論文作者：郭自濤
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