萨仁托娅 吕婷婷
内蒙古华电新能源分公司 内蒙古呼和浩特市010010
摘要：风能作为一种新型的、绿色的可再生能源，日益受到各国政府的关注和重视。风力发电技术在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展，风力发电机也逐渐向大型化、商业化发展。变桨距和偏航以及制动系统是风力发电机组的重要组成部分，直接影响机组对风能的利用效率和整机性能。本文就有关液压系统在风力发电机中所发挥的作用进行了阐述。
关键词：新型能源；风力发电机；液压系统；变桨机构；制动系统
在中国很多有资历的能源公司和国内大型企业都积极地投入到风电这个新型的能源产业。它是一种安全可靠的发电方式，随着大型机组的技术成熟和产品商品化的进程，风力发电成本降低，越来越多的企业争相的对该项目进行投资。
1风力发电中的液压系统
传统的风力发电系统中，风轮在风力的作用之下进行旋转，齿轮箱将风轮在风力作用下产生的动力传递给发电机并得到相应的转速，发电机将旋转的机械能转化为电能，而由于以上所有的设备的安装位置都在塔架之上，因此导致了塔架所承受的重量较大。为了得到稳定的电流和电压，需要发电机的转速始终保持在一个恒定的值，传统风力发电会采用两种方式达到这一目的，第一是通过调整风轮叶片角度来实现在不同风速环境下风电机组的转速恒定，第二是不对发电机的转速进行调整，通过相关的变频方式实现电力的稳定输出，此两种方式在经过实际的应用之后发现存在相应的问题，导致效果不佳，此时研究人员发明出一种通过液压系统操作的技术方案，该方案完美解决了前两者所存在的问题，其具体系统结构分别为：（1）风轮；（2）机舱外壳；（3）齿轮箱；（4）变量液压泵；（5）液压管路；（6）定量液压马达；（7）发电机；（8）散热器；（9）液压油箱；（10）安装塔架。
2风力发电中的液压系统的应用
2.1风电机组的功率控制液压系统
定浆距风电机组功率控制液压系统结构在不同环境下的工作流程是不同的，当风电机组所处区域风力较小时，叶轮转速经过齿轮箱增速后低于发电机额定转速时，液压系统会通过控制叶片末端的液压单元来驱动叶片旋转，达到增加叶轮旋转速度目的；当风速过大导致发电机转速超过其额定转速时，液压系统进行泄压，此操作将使得叶片末端发生位置改变，改变成与叶片主体呈直角的状态，使得叶片风阻加大，降低叶轮旋转速度。此种液压控制方法由于其本身性质，当叶片较长时，作用时间较长，使得控制效果下降，因此其适用范围多为中小型风力发电机，且此种风力发电机的叶片形状与变桨距风力发电机的叶片形状不同，通过此种液压控制方法，风力发电机达到了有效控制捕获功率，简化风电机组系统的效果，因此降低了风力发电机的成本，从而达到降低电价的目的，而由于其系统结构导致液压系统的所处位置较为前端，比较容易受到周边温度的影响，因此散热系统在此种结构当中的重要性相对较强。
变桨距风电机组液压变桨系统。变桨距风电机组液压系统中相比定浆距机组增加了电动液压泵，其工作原理为控制油缸中的活塞杆的运动轨迹达到控制桨叶运动轨迹的变桨距运动。在此中液压系统的作用下，当风轮经过齿轮箱转速小于发电机的额定转速时，通过减小节距角度的方式，使得桨叶能够充分的吸收风能，进而提升转速达到发电机额定转速。在实际应用的过程当中，液压系统也面临着多方面的挑战，首先是环境因素，在广泛的风力发电使用当中，环境可能发生多种变化，当风机位于较为潮湿的沿海地区时；位于昼夜温差较大的西北部地区时，位于温度较低的东北地区时，此几种对风电机组使用寿命及系统运行保障性方面都将提出更多要求，因此液压系统的设计当中多采用闭环回路的方式，并且在液压油的选用时也需要格外严格。
2.2风电机组偏航控制液压系统
在风电机组偏航控制液压系统当中，偏航系统的组成部分分别是偏航检测和控制、偏航驱动、偏航制动及保护装置。
若要达到驱动机舱偏航的效果，需要将偏航动力源产生的动力经过相关设备传送到系统运动的主部件上，在经过主部件与其他从动组的相互作用达到机舱偏航；在偏航过程中通过液压刹车钳提供一定的阻尼，使机舱运行更加平稳；偏航结束时利用偏航刹车钳制动。在实际的操作过程当中，由于液压系统的优良性能，传动装置只要选择为液压系统，且通过液压系统可以达到远程控制无级调速，提升偏航系统工作效率，结构紧凑等效果。
2.3液压传动系统维护与保养
2.3.1液压泵
在液压传动系统中液压泵主要起到动力支持的作用，其中主要包含了叶片泵以及齿轮油泵，根据实际施工经验能够得知，齿轮油泵主要会产生液体外泄的故障，使泵体流量与压力下降，无法支撑系统的正常运转。因此相关工作人员应当定期检查轴承与齿轮，并对已经磨损的部件及时进行更换。如若叶片泵产生故障，就应当对产生故障的部位进行拆卸，将其中已经磨损的定子进行更换，若转子与叶片己受损坏，就需要将其送至专业店铺进行维修。
2.3.2液压油缸
在液压传动系统中液压油缸主要起到了一个压力供给的作用。液压油缸产生故障主要表现为油缸出现外泄的现象，针对这一问题，相关工作人员应当对密封元件进行检测，全面掌握损坏情况，当问题较为严重时及时进行更换，防治外泄造成更为不利的影响。如若油缸中的液压油纯度无法满足相应标准，就要采取过滤提纯这一方式来对其进行有效的维修。
2.3.3控制阀
在液压传动系统中控制阀主要起到控制与调整的作用，让不同阀体之间能够与其余元件进行更为优质的配合，从而促进液压传动系统的稳定运转，最大化地降低液压传动系统故障产生频率。如若控制阀产生故障，在对其进行维修时应当防止高频率颤动的出现，这主要是由于控制阀出现颤动时，会对其精准程度有所影响，情况严重时甚至会出现失灵的现象。
2.3.4液压马达
一般而言，液压马达产生故障的概率相对较低，因此工作人员无需经常对液压马达进行检查，但必须要做好日常保护工作。在运转液压马达时，应当根据相关标准补充适量的液压油，并在补充之前对其进行过滤的操作，防止其中产生杂质而对液压传动系统的正常运转造成不良的影响。同时在对油管进行更换时应当避免液压马达中的液体产生渗透的现象，如若渗入了一定量的空气，就会出现噪音及振动现象，不利于液压马达的正常运转。
结语
液压系统由于其自身拥有诸多的优点，通过上文的总结可以分为以下的特点：（1）相比其他系统液压系统具有优良的稳定性，能够保障整体风力发电系统的稳定运营，且其驱动功效较其他驱动系统相比更为优秀。（2）由于液压传动系统的直接性和快速反应能力，使得安装液压制动系统的设备更加具有自动化性能，大大减少了人工的使用和操作。（3）液压系统在长久的发展过程当中各方面数据较为稳定，且已形成了较为规范的生产流程，因此其具有可大量生产应用及生产标准化的能力，未来的制造和使用过程中都将更便利。现行条件下，风力发电系统的研究与优化在不断进行，且许多更为高端的应用技术也得到了良好的发展。
现阶段较为主流的研发方向为将电子、液压、机械此三者进行更加科学的结合，达到对风力发电系统进行更高效的全程监控、操作与维护。通过此种方式可以达到提升风电机组安全性、稳定性及有效性的效果。
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