风电电气工程自动化中的问题及解决对策刍议

发表时间:2020/8/12   来源:《电力设备》2020年第10期   作者:黄天保
[导读] 摘要:随着全球不可再生资源的逐渐减少,资源枯竭成为全球面临的难题。
        (大唐云南发电有限公司新能源分公司)
        摘要:随着全球不可再生资源的逐渐减少,资源枯竭成为全球面临的难题。风能是一种可再生的能源,并且不会对环境造成污染,可以进行推广和使用。随着科学技术的不断发展,风电电气工程逐渐与环保联系在一起,风电电气工程自动化是符合当前我国对环境,资源的需要的。但是在风电电气工程自动化中还存在问题,需要使用合适的解决措施。本文主要讲解风电电气工程自动化中出现的问题以及解决的建议。
        关键词:风电电气工程;自动化;问题;解决措施
        全球的不可再生资源逐渐枯竭,人们对于可再生资源的重视度逐渐增高。风能是一种清洁的可再生能源。我国的风能资源比较丰富,在距地面10米左右的风能比较多,并且在近海地区的风资源比较丰富[1]。随着科技的不断发展,风电电气工程自动化快速发展。
        1  风电电气工程自动化
        1.1风电电气工程自动化
        风力发电是一种使用风能进行发电的方法。风电电气工程自动化是指在利用风能进行发电一直到将电力传输到消费者处的每个环节能够使用自动化进行控制。在这个过程中需要使用大量的电子信息技术,主要包括计算机技术以及电力电子技术,网络控制技术等。风电电气工程自动化是综合性,复杂性比较强的工程,也是一个新型的领域。随着风电电气工程自动化的不断发展,在日常生活中广泛应用,可以提高电力系统的运行效率[2]。在风电电力系统中,需要使用各种电力设施,将在大自然中的风能收集起来,然后将其转化成为电能,之后将电能进行传输,变电,配电,最终进入用户的终端中,满足人们的日常生活所需。随着人们生活水平的提高,用电量逐渐增加,使用风电电力工程自动化,提高电力系统的运行效率,有利于保证人们的正常用电。
        1.2风机控制系统
        风机控制系统是风电电气工程自动化系统中关键的地方,需要使用关键性的设备才能实现。风机控制系统有利于根据风电运行的实际情况自动进行调节,促使风电系统可以最大限度的获得风能,促进系统顺利运转,最大化的利用风能。
        风机控制系统是风机的重要的组成部分。使用风机控制系统能够根据实际的情况进行自动的调节,从而更好的得到得到风能,保证电网的兼容性。风机控制系统主要包括变桨控制系统,监控系统,变频系统,主控系统等。
        2  风电电气工程自动化中存在的问题
        随着技术的发展,风电电气工程自动化逐渐在我国得到广泛的应用。但是在应用过程中,由于风能较快,很容易导致大规模的风电组出现负荷不稳的情况,导致风电机组频繁的出现故障,从而影响风电电气工程的发展。
        2.1脱网
        在风电电气工程自动化的过程中,有很多会出现频繁脱网现象,甚至会影响到发电的稳定性。根据研究发现,导致风电电气工程自动化过程出现的脱网的原因主要是由于电气工程自动化系统中存在一定的故障,在恢复的过程中,整个系统的生存性较弱[3]。风电场的保护方法不能满足风电并入电网的需要。
        2.2风电机组的故障
        在风电电气工程自动化的系统中,风电机组主要通过使用风轮接受风能,先将其转化为机械能,再使用风轮将机械能传出去。因此,风电机组在风电电气工程中具有重要的地位,但也是薄弱的环节。在风力发电的过程中,风电机组很容易出现故障。
        2.2.1风轮故障
        在风电机组的工作过程中,通过风轮将风能捕获到,风轮主要是由轮毂和叶片组成,叶片在感受到外界空气流动后,在风的作用下,让风轮开始转动,然后通过轮毂将风能转动到风电机组中[4]。这个过程中,叶片受到离心力,重力,气动力的作用,很容易出现叶片扭转,叶片挥舞,叶片摆振等故障。
        2.2.2变桨系统故障
        变桨系统在风电机组中占有重要的地位,根据驱动力不同,可以将变桨系统分为电力变桨系统以及液压变桨系统。液压变桨系统的驱动力主要由液压的设备进行提供。电力变桨在风电电气工程自动化中使用比较多,主要是由齿轮箱,变桨电机,变桨轴承,变桨电机驱动器,变桨系统控制器等组成。如果电机轴承出现故障,电机的润滑油出现过少或者过多,变桨系统出现振动过大的情况,会导致电机出现过热的情况。如果变桨系统中轴承安装出现问题,在出现润滑不良的情况,会导致减速器的轴承出现失效的情况,严重影响整个风电电气工程自动化的运行。


        3  风电电气工程自动化问题的解决措施
        3.1脱网的有效解决措施
        风电电气工程自动化中出现脱网的原因为电气工程自动化系统中存在一定的故障,在恢复的过程中,整个系统的生存性较弱。风电场的保护方法不能满足风电并入电网的需要。根据原因制定有效的解决措施。
        3.1.1保证风电组中具有优秀的低电压的穿越能力
        根据国家的能源局相关规定,需要现场检测低电压的穿越能力,并将检测合格的报告向有关的部门机构进行提交,对于已经并入电网的风电电气工程自动化,但是没有检测低电压的穿越能力的,需要及时进行现场检测,避免出现异常的情况。
        3.1.2提高风电场中的动态无功补偿装置的性能
        在风电电气工程自动化的过程中需要提高风电场中的动态无功补偿的装置的性能,从而可以满足风电场的容量,配置以及相应速率的情况。还可以避免出现脱网的情况。需要详细检测风电场中无功补偿装置的性能,配置等,对于不能满足要求的无功调节能力,需要立即进行整改。还需要对无功分层区域使用平衡的原则,专门分析无功补偿装置的感性无功容量以及最大容量。需要保证使用不超过30秒的时间进行动态调节[5]。
        3.1.3全面提高风机组对于电网的适应性
        需要详细的研究风电机组中的电压保护,主控定值等数据,还需要进一步优化以及调整风电场中的箱式变压器以及升压变压器,最大限度的促进两者之间的配合。
        3.1.4完善风电场的汇集系统中的小电流的接地系统的情况
        需要加强研究各种风电场中系统中小电流的接地系统的情况,进一步完善以及改造10千伏,35千伏的小电流的接地系统,从而可以在出现单相风险故障时,可以最快速度将其切断,从而防止进一步扩大故障。
        3.2加强风电组的日常维护以及检修
        由于风电机组中很容易出现故障,因此,除了在发生故障后进行检修外,还需要加强定期的检修,以及日常的维护,从而降低风电机组发生故障的概率。
        3.2.1定期检修
        需要加强对风电机组的定期维护检修,日常维护等。定期的检修有利于在实际出现故障后,可以及时将非故障的位置进行排除,从而提高故障维修的效率,减少故障对风电机组的运行的影响。在定期维修的过程中,需要针对各个电气设备进行检测,针对经常出现故障的设备进行检测,如果发现问题,及时进行修理,保证风电机组可以正常的运行。
        3.2.2日常维护
        在对风电机组进行日常维护的过程中,需要对一些故障进行现场的排除,在维护前需要先进行故障排除[6]。比如,需要检查控制监控柜的内部是否出现烧焦的情况,梯子以及安全平台的螺栓是否出现松动,发电机的电缆有没有出现偏移的情况,轴承是不是出现异常的响动,夹板是不是出现了松动的情况等,在日常维护过程中需要有针对性的进行。
        4  结语
        随着不断开发风力资源,大规模的运行风电机组,风电电气工程自动化进入快速发展的时期。但是风电电气工程自动化很容易受到外界影响,并且出现很多问题,影响发电的经济性以及安全性。因此,需要针对出现的问题,制定解决的措施,保证风电机组的低电压的穿越能力足够好,不断的提高风电场的动态无功补偿装置的性能,提高风电机组对电网的适应度,完善小电流的接地系统,并对风电组进行日常的维护以及维修,从而降低风电电气工程自动化中出现故障,保证电力系统的顺利运行,为人们提供更多的生产,生活用电。
        参考文献:
        [1]夏中雷.电气工程及其自动化中存在的问题及解决对策[J].中外企业家,2020(09):122.
        [2]曾成,刘磊,董晓龙.电气工程及其自动化中存在的问题及解决措施[J].智能城市,2019,5(11):182-183.
        [3]袁友泰.电气工程及其自动化中存在的问题及解决对策[J].电子技术与软件工程,2019(12):138.
        [4]张睿哲.电气工程及自动化中存在的问题以及解决对策[J].山东工业技术,2019(01):143.
        [5]高垚.谈风电电气工程自动化中的问题及解决对策[J].中国标准化,2018(14):124-125.
        [6]魏二强.探究电气工程及其自动化中存在的问题及解决措施[J].山东工业技术,2017(02):202-203.
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