摘要: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。
关键词:风力发电机组;检修;质量
1、风力发电的概述
在当前我国社会经济发展的过程中,风力发电已经得到了人们的广泛应用,其工作原理主要是通过风力资源来对带动发电设备的运转,从而将风能转变为机械能,再将机械能转化为电能,这样不仅很好的满足了人们的用电需求,还符合当前我国社会经济可持续发展的相关标准,促进我国社会经济建设。近年来,从当前我国风力发电行业发展的实际情况来看,其建设规模也在不断的扩大,这就为我国构建社会主义和谐社会打下了扎实的基础。不过,其风力发电机组在实际使用的过程中,存在着许多的故障问题。这就对风力发电机组的正常运行有着严重的影响,为此我们就像对其故障问题产生的原因进行分析,采用相应的技术手段来对其进行处理使其工作性能得到有效的保障。
2、风力发电机运行特征
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。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风电场的生产特征。当前我国大部分地区的风电场都处于盛行风地带,且这些地区每年约有半年以上的盛行风。这些地区的风力发电总量占当地电能总量的3/4以上,甚至在无风时期都不愁电能供应问题。就风电场的生产经营而言,它在正式投入运行自怀中主要的运营成本包含了设备的折旧费、人工成本、银行利息、检修费用等。其中以检修费用最为突出,但也是最容易控制的一项。
2.2风力发电机组故障特征。对于一个风力发电厂的电力机组而言,任何一种机组每年都会发生不少于20种常见故障,这些故障有70%以上都是因为产品质量而造成的。通常来说,风力发电机组内部故障不会对从属设备构成威胁,且这种故障问题的存在对整个发电机组的安全威胁并不大,因此只有在负荷率非常低的情况下方可进行检修,甚至不少机组生产商更是明文规定只有在设备停止运行的条件下方可对这类故障进行检修。因此,风力发电机组的故障大多属于内部构件故障运行状态恶化造成的,尤其是传动系统的故障更容易恶化和扩大。这种故障如果不能经过巡检被发现,那么则只能依靠优质化验结果或者振动谱来进行分析。
3、风力发电机组主要分类
3.1基于失速型的风力发电机组
基于失速型的风力发电机组种类较少,现有的主要包括两种,即定桨距失速型和变桨距失速型等两种。在这两种类型中,定桨距失速型主要利用风轮叶片的失速作用,来实现对风力发电机在风力较大情况下的功率进行准确控制,然后,利用该型机组上的叶尖扰流器对极端情况下的停机问题进行控制。对于变桨距失速型,其发电机组则与定桨距失速型存在差异,主要通过低风速下的桨距角来实现对输出功率的控制,在高风速情况下则利用叶片桨距角的改变来对功率输出进行控制。
3.2双馈变速恒频型风力发电机组
该类型的风力发电机组能够实现风力对叶片桨距角的调节,还可以采用能够变速的双馈性发电机,实现对恒频恒压电能的输出。如果风速低于额定速度,该类型机组能够利用转速和叶片桨距角的改变,来保持发电机组的正常运行的同时确保其达到最大的输出功率;在风速高于额定速率时,可以利用叶片桨距角的改变,将发电机组的功率控制在额定的功率。
3.3直驱型性风力发电机组
该类型发电机组是一种不带齿轮箱的变桨距变速发电机组,其中的风轮轴能够与低速发电机直接相连接。
所以,在使用中,该类型的发电机组需要采用全功率变流器。
3.4混合型的风力发电机组
该类型的发电组中包含有单级齿轮箱以及中速发电机,可以认为是直驱型和传统型的混合类型。在使用中,该类型的发电机组也需要采用全功率变流器。
4、提高风力发电机组检修水平的有效措施
4.1及时检查设备的状态,保证设备的安全运行
在风力发电机组检修过程中,设备状态检修发挥着关键作用,它是最有效的检修策略。因为如果工作人员对风力发电机组进行状态检修,其必须要对风力发电机组的设备状态进行评估,在科学评估的情况下,对设备进行工作状态的检修,依据这些检测数据,工作人员才能发现设备潜在的问题,保障设备的良好运行,降低维护管理成本,并避免问题扩大化。另外,由于风力发电机组具有检修造价高、故障率低的问题,为了避免这些低概率问题的发生,进行设备状态检修是非常有必要采取的措施。通过设备状态检修,工作人员会及时发现这些设备的故障,从而降低设备的维护成本。在这种情况下,如何判断风力发电机组设备的状态是否正常呢?现阶段,风力发电厂主要采取振动在线监测,油品在线检测、定期化验、热成像检查等措施进行辅助检测。但是,要想应用这种检测方式,工作人员必须要对设备进行精准的诊断,然而,目前,受诊断技术和手段的影响,这些检测方式还不能被很好的利用,但是,我国风力发电厂在积极完善诊断手段,以辅助检测技术的落实。
4.2加强故障检修力度,避免问题扩大化
除了设备状态检修之外,工作人员还会应用故障检修技术。该检修技术主要是在风力发电机组发生故障之后采取的检修策略,这种策略虽然是事后解决问题的手段,且会增加维修成本和浪费人力、物力,但这种策略仍然是不可少的。这是由于风力发电机组设备众多,且检修工作量较大,一旦进行事后检修,那么有很多设备零件需要更换,在这种情况下,故障检修策略的应用必须要谨慎使用。为此,一般情况下,只有当IGBT等关键构件发生损坏或者故障时,故障检修策略才会被应用。例如,风电机组的全部螺栓无生锈,力矩值:175N.m(M16),一旦这些螺栓发生松动,会产生故障,当这些故障发生后,要及时的检修,找出故障原因。
4.3加强防性检修力度,及时更换机械部件
为了避免故障提前发生,降低故障发生率,工作人员必须要强化预防性检修策略的落实。所谓预防性检修就是指依预定周期,按时更换风电机组内部构件或对其容易发生故障的部分进行调整、紧固。该检修方式可以更好的调整风电机组各个部件的工作状态,但是,实施该工作的重点在找出机组发生重复性故障或者生产损失的根源,并及时予以清除,从而保障机组处于良好的运行状态。为此,为了应用预防检修策略,工作人员需要主动检修和更换风力发电机组的内部构件,这样可以保障风力发电机组的零件长期运行,提高设备的运行效率,并提高机组的工作效率,避免故障发生有着重要作用,但利用这种方式进行检修时,应尽可能实行规模较小的构件拆除,以降低检修风险和成本的消耗。
结语:
在风力发电机组的维修工作进行过程之中,还有很多的不足,需要从技术、检修制度以及管理体系等多个方面进行优化,以此满足风力发电机组的使用要求,检修部门需要正确认识目前风力发电机组的使用现状与运行状态的基础之上,通过丰富检修形式、建立完善的检修维护一体化的管理模式等手段,落实好检修工作,加强对于机组的研究与管理,明确风力发电机组检修内容,从而推动风力发电的有序进行。
参考文献:
[1]郑小霞,李佳,贾文慧.考虑不完全维修的风电机组预防性机会维修策略[J].可再生能源,2017,35(8).
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