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风力发电机组的检修策略分析与探讨朱帮德

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：朱帮德

[导读] 摘要：风力发电机组的高效运行乃是保证风电场正常运营的必要前提，故此，如何降低并维护风电机组的检修成本、维护风电机组的质量已经成为一项值得探讨的课题。

        (中电内蒙古风力发电有限公司内蒙古乌兰察布市察右中旗 013600)
        摘要：风力发电机组的高效运行乃是保证风电场正常运营的必要前提，故此，如何降低并维护风电机组的检修成本、维护风电机组的质量已经成为一项值得探讨的课题。基于此，本文旨在为风力发电机组的检修提出几点策略，希望能给相关研究带来帮助。
        关键词：风力发电机组；检修策略；分析；探讨
        1导言
        风力发电技术在近几年呈爆发式增长态势，许多风力发电机组为了更好的争夺市场份额，在未能保证机组质量的情况下就大量的将产品推向市场，以低价优势来占领市场。这让整个设备质量难以得到有效的保障，最终导致风力发电机组可利用率低、检修成本高的状况。
        2我国风电场的运作特征
        风能是当今典型的可再生能源之一，是目前主要的石化能源代替品。近几年，随着我国风能利用能力的提升和相关风能设备的成熟，国内各地风力发电厂不断涌现，风电机组的规模也在不断扩大。面对日益增加的风力发电机组规模和数量，各种故障的发生可能性也随之增加，使得风电场发电机组的维修费用也在不断上升。经有关数据统计得出，不少风力发电厂的发电机组维护费用已经达到总成本的五分之一以上。因此为了更好的确保风力发电机组的稳定、安全、经济运行，对风力发电机运行特征进行研究势在必行。
        2.1 生产特征
        若想提高风电场的经济效益，必先提高风力发电机组的可利用率。由于风力发电对于风能的运用有着苛刻的要求，所以，若想最大限度地提高风力发电机组的可利用率就必须从风力的自身属性入手，选择盛风期时段进行重点突破。综观全国，各大发电场的盛风期多为半年左右，在这一时段产生的总电量尤为可观，而若是换做无风期，则面临无电可发的困境。因此，因地制宜、因时制宜，准确地判断本场的盛风期乃是提高风力发电机组可利用率的一项不可缺少的前提条件。正式投产之后，风电场会产生很多运作成本，例如，人工费、折旧费、检修费、银行利息等。对于银行利息和折旧费这部分成本主要依靠投资来解决。由于风电场一旦运营之后，将很难进行调节，故此，降低成本的关键则是在于提高风电机组的可利用功率，并降低检修维护成本和人工费用的支出。
        2.2 风力发电机组的基本故障特征
        通常来说，属于同一风电场的同型号风力机组在全年运行过程中多会出现至少二十种障碍，其中百分之七十的故障是由于部件损坏所致。从结构上讲，大部分风力发电机组分为内部部件和机械部件两大部分，前者的损坏一般不会引发从属损坏，而后者的损坏则会导致从属损坏。为保证人身安全，若想登机巡检，一般都必须在负荷率偏低时进行，甚至有的制造厂规定只有在发电机组停运时才可登机，这些硬性规定在客观上为发电机组的检修制造了很大的障碍。此外，即使经过严密的巡检，很多机械构件运行状态的恶化也不能够被准确地检测出来，尤其是位于主传动系统的大构件，若想检验出其是否恶化，必须通过对化验结果或者振动频谱来分析得出，这也是检修风力发电机组所无法避免的难题之一。更棘手的是，一旦主传动系统的构件损坏常会引致相关联的其他构件的损坏，漫长的恢复时间将进一步加重损失。
        3常见的风力发电机组故障检修策略
        风力发电机组的故障检修是风力发电机组维护工作的重要组成，由于风力发电机组本身装置位置特殊，往往都在位于地面几十米高的空中，且由于长期受到风力的影响这些机组不能够随时进行状态监控。一般来说，风力发电机组的检修工作都是在机组运行3年以后开展的，这就让一些简单的故障在得不到有效预防和处理的前提下迅速扩大，最终造成机组正常运行效率受到影响。

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        3.1 故障检修
        故障检修指的是当发电机组出现故障之后能够迅速通过相关技术展开检修工作，这种检修策略通常都需要长期的检修时间、工作量大且繁重。在这种故障检修工作中，往往都需要对发电机组内部的构件进行大量的修改，其维修费用高不说还容易导致故障的进一步扩大，因此这种检修方法在目前主要应用在大型的发电机组故障或者灾难性故障处理中，例如通讯模块、驱动模块等故障检修中。
        3.2 改进性检修
        改进性检修即是指对发电机组的频发故障或先天性缺陷进行检修。通常当发电机组投运不久后，各个构件之间的协调性不足、设计上存在的缺陷等问题均将一一出现，还有些构件还没有通过长期的严重就直接进行大面积地推广应用，这就大大增加了构件的故障发生率，此时就可以选择运用改进性检修策略，从故障发生源上解决故障发生率高的问题。
        3.3 预防性检修
        所谓的预防性检修即是指按照预先制定的周期，定期更换发电机组的内部构件或者对机组进行重新地局部紧固、调整，该检修策略主要是将风力发电机组的各个构件的工作状态调整到标准状态。其中预防性检修的工作核心是首先找到造成机组重复性故障或者生产损失的本质原因，并及时地清除。然而，在进行检修时，要尽量地进行规模较小的构件拆除，如果在风力发电机组的某一个构件的寿命期没有开展主动检修或者重新更换，机组内部的大部分部件将仍正常、稳定的运转，将会有效地降低故障发生率。对于构件体积较小，但是损坏了可能将导致其它的从属损坏，或者损坏需要较长的修复周期的构建，就应该定期地在弱风期进行重新更换，还应该把拆卸下来的构建进行检修保养，以便下次更换使用。对于塔尖、向叶片这些构建，就必须定期检修保养。
        3.4 设备状态检修
        设备状态检修即是在设备状态评估的前提下，按照设备的日常监测、状态监测和诊断提供的数据信息、进而为准确判断机组的运行状况，然后分析出机组设备存在的故障，并及时地采取相应的措施进行有计划性地检修。其中，风力机组状态检修需要运用到多种手段，主要的辅助手段包括油品在线监测、振动在线监测以及热成像检查、内视镜检查、定期化检等。运用状态检修能够及时地立交机组的故障状况并快速解决，进而增加机组的利用率和完好率，提高风力发电机组的检修工作质量和降低各种费用。化石能源的不断消耗和人们环保意识的不断提高，风力发电将会起到更加重要的作用和地位，而风力发电机组是风力场发电的核心设备，掌握发电机组的故障检修的策略是保证风力场正常、稳定发电的基础，因此，技术人员应该在现有的检修策略的基础上，进一步研发出更有效、更合理的风力发电机组检修策略。
        4结语
        当今社会，随着传统能源的日渐枯竭，环保意识的深入民心，以及可持续发展战略的实行，火力发电等老旧方式已经渐趋落寞，而风力发电则以清洁环保、蕴藏量大等优势被世界国家所高度重视。在日后的发展中，风力发电的作用与地位将日益提升。作为维护风电场正常运营的核心设备，风力发电机的高效运行对于提高企业的工作效率与经济效益都极为重要。虽然，本文已经提出了具体的检修策略，但由于各大风电场地理位置的不同，温度气候的差异，以及风向变化率的差异，工作人员在制定理想的检修策略方案时，还应该结语以往的经验，根据本场的具体特点，详细统计数据，做好风力发电机组的检修工作。
        参考文献:
        [1]赵宁. 风力发电机组自耗电的分析与研究[D].华北电力大学(北京),2018.
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        [3]战兴江.有关风力发电机日常维护的研究[J].现代经济信息,2014(14):97.
        [4]徐晓斌.论风力发电机状态检修的实现[J].低碳世界,2014(11):39-40.