李超
身份证号15040319880320****内蒙古赤峰 024000
摘要：风电机组是由多个子系统组合而成的复杂动态系统。由于电网的强烈冲击和风载荷的随机变化，使得传动系统和风轮系统的运行受到严重影响。这两个子系统的运行状况发生变化，以及彼此之间的约束，同时也会致使风电机组的其他各个系统出现故障。这种频繁发生的故障给实施维护工作造成一系列的困难。风电机组运行管理过程需要重点关注的问题是如何使用可靠的技术手段，来提高各子系统的供电可靠性，保证电能质量满足国家特定要求。基于此，本文主要探讨了风电机组的日常检修维护与故障处理。
关键词：风力发电；日常检修维护；故障处理
中图分类号：TM614文献标志码：A
引言
随着化石能源的快速消耗，带来了一系列的严重问题，如雾霾、极端天气、山体滑坡等，因此发展新型可再生能源已成为一种必然趋势。由于风能源高效无污染，分布广泛，储量丰富，并可大面积推广，具有较好的社会竞争力和商业化发展前景，且近十年来风力发电技术突飞猛进，目前全球都已经开始着力建设风电基业，风电机组装机容量随之快速增加。
1风力发电概述
在人口快速增长、工业化迅速推进的背景下，人类社会对能源的需求量不断增多，能源问题也逐渐暴露出短缺的情况，面临紧张严峻的形式，人类不断探索可开发的绿色环保型能源，寻找能够持续应用的新型能源，以代替煤炭、石油等不可再生能源。在这个过程中风能得到关注，作为一个可再生的环保资源，其与煤炭等这些不可再生资源相比，风能能够被得到无限的利用。于是，世界各国纷纷踏入风能的开发与研究中，都开始深入研究风能的开发。由于我国的气候、地形等因素，使得我国的风力资源是十分丰富的，因此风力发电具有良好的发展前景。在风力发电过程中，风速、风向以及风力等都是实时变化的，且过于复杂，这也使得对风能的利用效率仍较为低下。未来，伴随科学技术的快速发展，人们对新技术的了解不断丰富，风力发电的技术也将不断提高，更好地利用风力进行发电。风力发电的机组控制技术不断提升，风能采集的效率也正在不断提高，逐渐朝着轻便化的方向发展，不仅风力发电设施设备的施工周期不断地缩短，所需要的土地面积也越来越少，发电机的可靠性也逐渐被提高，故障的概率也将不断得到降低。风力发电带来的经济效益和社会效益越来越高，这也推动了风力发电得到快速的发展[1]。
2风电机组故障分析
2.1叶片故障诊断
风力发电机组中的叶片是风力发电机组的重要部件之一，叶片与轮毂一起构成风轮，轮毂将旋转叶片和低速轴连接在一起。通过叶片的旋转将风能转换为机械能，再带动发电机发电，最后将机械能转换为电能。在低风速情况下，可以通过调节风轮的转速实现最大功率追踪，在高风速情况下，可以通过调节桨距角来降低风能利用率，从而实现额定功率输出，能够起到保护风力发电机组不受结构损伤的作用。风机叶片常见的损伤类型有：裂纹和开裂、表面磨损和脱落、边缘损伤。对于这些故障常用的故障诊断方法有：小波分析法、基于信号处理的时域、频域分析法等[2]。
2.2齿轮箱故障诊断
齿轮箱是风力发电系统的重要部分，连接着低速轴与高速轴。主要功能是能够将风轮在风力作用下产生的动力经过主轴传递给发电机，使高速轴转速远高于低速轴，达到发电机产生电能所需要的转速大小，因此齿轮箱又称增速箱。齿轮箱常见的故障有齿轮损伤、由裂纹导致的齿轮折断、过高交力作用下导致的疲劳损伤、轴承损伤、断轴、油温高等。常见的齿轮箱故障诊断方法有：振动检测法，温度分析、神经网络及小波分析、频谱细化技术等。
2.3发电机故障诊断
发电机是风力发电机组的核心部分，主要功能是将机械能转换为电能。发电机能否正常运行直接影响整个系统运行性能。常见的发电机故障有：发电机振动过大、发电机过热、发电机轴承过热、转子或定子线圈短路、转子断条及绝缘损坏等。当发动机的振动幅度超过其所能承受的范围时，可能会导致系统的运转平稳性下降，电机的使用年限变短等危害。常用的故障诊断方法有小波包、神经网络、频谱分析法等[3]。
3风电机组的日常检修维护与故障处理策略
3.1制定完善的设备运行管理制度
在对发电设备进行故障分析与检修过程时，首先要制定科学完善的设备管理制度，同时还要对故障分析及检修技术进行严格的规范。大部分地区的发电厂，其大多采用发电机组。由于水轮发电机组的运行与整体设备的运行之间存在直接联系，如果水轮发电机组没有处于良好的运行状态，会对发电设备的检修工作造成不利影响[4]。
3.2把握运行数据的收集
风电场的运维管理工作中最重要的是对相关数据信息的采集，上述的数据信息更多的包括风电机组的运行状况数据信息，一般来说这些信息是风速大小、温度数据、电压电流数据、短时的发电量信息、风机振动值、风机油位信息数据。为了使得风电场能够稳定的运行，运维管理人员要及时的记录并且规整上述的数据信息，从而更好的对风机运行状况、风机的功率输出情况、设备的稳定性有详细的了解，针对出现的状况及时作为检修处理策略，从而做好各项预防准备措施。
3.3保证风力发电机组运行的可靠性
发电机是风力供电系统的核心，要想提升风力发电的效率和效能，促进经济效益的提升，就需要关注风力发电机的稳定性。首先，要认识到风力发电机是一个复杂的系统，对于其系统、子系统以及部件、子部件等都要做好可靠性检测，确保各环节的幼小衔接，使风电厂能够合理接入系统。其次，对于风力发电系统的数据一般使用SCADA数据来记录，当发生工作延时或电路故障时，要通过系统数据辨别故障的来源并及时进行维修。最后，还要对故障的情况按照故障时间、故障等级等进行准确的记录，以提升数据的准确性[5]。
3.4满足继电保护运行的要求
首先，对于保护装置合理工作的基本原则要认真严格遵守，确保具体的配置能够达到相应的要求，满足可靠性、选择性、速动性以及灵敏性这四个基本要求。在实际的实践工作中，要根据电路保护策略的具体特征来有针对性地选择合适的方案。对于相应问题的处理也要加强电路的保护，采取有效的技术措施和管理措施提升保护能力。例如，可以采取在母线桥上装设绝缘热缩保护材料的方式来避免输电线路的出口短路问题。其次，对于110kV以上的电压等级变压器，一旦出现出口短路、近区短路等故障问题，就需要对变压器的油作色谱进行分析。当色谱出现状态异常时，需要对变压器进行停运，以达到对系统保护的目的，确认变压器是否还在合理的运行状态中，同时给出调查报告。可以说，在风力发电中，只有对细节工作进行明确的规范，才能构建起合理性高、适应性强的工作方法，以提升继电保护与安全自动装置的稳定性、有效性[6]。
结束语
随着我国经济规模的不断发展，对电力能源的依靠越来越大。我国风电场经过20多年的发展，在很大程度上补充了电力能源的供应。近段时间以来，更多的小型风力发电场转变成为较大规模的风力发电场，这样一来，发电设备就呈现多样性和复杂性的状态，这就给风电场的运维管理带来了极大的挑战。
参考文献
[1]刘波,贺志佳,金昊.风力发电现状与发展趋势[J].东北电力大学学
报,2016,36(2):7-9.
[2]邹来友.浅谈水力发电设备的运行状态故障及检修[J].河南水利与南水北调，2015（16）：18-19.
[3]王惠.风力发电电气控制技术及应用实践探析[J].中国高新区,2017(22):131.
[4]李武东.谈风力发电电气控制技术及应用实践[J].科技与创新,2017.
[5]王广梅,李邵安.基于风力发电中发电系统的研究与设计[J].电子技术与软件工程,2014(3):170.
[6]武林杰,李春燕.电力系统新能源发电的应用研究[J].住宅与房地产,2019(18):277.