王萌
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摘要：现阶段，风力发电机运行环境恶劣，大大增加了风力发电机的故障率，因此，为保障风力发电机稳定的电力供应，可以对风力发电机进行状态监测，提高风力发电机的故障诊断技术，以便于工作人员及时监测发电机的运行状态，提高工作人员故障诊断技术与维修效率，确保发电机供电的稳定。为此，本文简要概述了风力发电机诊测的重要性，分析了风力发电机状态监测和故障诊断技术研究中存在的问题，并对风力发电机状态监测与故障诊断技术的应用进行了深入研究
关键词：风力发电机；状态检测；故障诊断技术
引言：在我国社会经济快速发展的大背景下，人们对于风电能源需求越来越高，但石油、天然气等多种不可再生能源储存量十分有限，所以需要科技人员加大对可再生能源的重视与研究。现阶段，风力发电产业正处于高速发展期，在成本，运营效率等方面发展前景较好。但是在风力发电机系统运行中，还存在许多安全隐患问题，容易导致安全故障问题。文章主要针对风力发电机的系统运行进行状态监控，能够及时发现安全问题与运行问题，能够提高风力发电机系统的安全性与运行效率。
1风力发电机诊测的重要性
风力发电机作为风能发电的核心设备，主要是将发电机的动能转化成机械能，之后再将机械能转换成电能，这个过程离不开发电机内部各个系统的配合。其中，风力发电机故障主要有转子质量不够平衡的故障，转子偏心的故障，以及风力发电机振动频率过高的故障等。在风力发电机系统中，其电力运行状态好坏对整个发电机系统容易造成安全影响，加上风力发电机的内部组件维修较为繁琐，风力发电机的运行环境较为恶劣，所以大大增加了发电机的维修成本。如果在风力发电机运行过程中出现了故障问题，工作人员不能够及时监测到位，就会影响整个发电的工作进程，加之发电厂一般建立在偏远地区，受到自然环境的影响较大，一旦发电机发生故障而不能及时进行维修，容易给企业带来较大的经济损失，降低当地居民的生活水平，所以技术人员需要加大对风力发电机故障的预防工作，掌握对风力发电机运行状态的监控能力，并且通过发电机的状态监测进行数据分析，缩短电力故障维修的时间，提高电力的维修效率[1]。
2 风力发电机状态监测和故障诊断技术研究中存在的问题
2.1叶片承受力不足
为了方便电力发电机获取高质量的风能，降低企业的成本，大型的风场一般都建设在较偏远的山村地带或者临海地区，所以风力发电机容易受到海风的侵蚀以及自然因素的影响。风力发电机在运行时需要承受比较大的受力载荷压力，由于发电机在设计时不够合理、焊接技术质量存在缺陷等原因都会引发运行故障，当出现狂风时，会对发电机的叶片造成短暂而猛烈的冲击载荷，而发电机的叶片受到的强大的荷载会对内部传动链产生不同的影响而引发严重的机组故障，风轮、齿轮箱与发电机都会受到的不同程度的影响，这都是叶片承受力度不强而造成的后果[2]。
2.2维修方式存在缺陷
风力发电机主要作用有计划维修与事后维修这两种维修方式，但是这两种维修方式都存在缺陷，比如计划维修的检修范围并不大，维修内容并不详细，根本无法正确全面地做出风电机运作时出现故障的反应，且发生事故后维修时间较长，维修效率不高，因此很容易造成经济损失，这就需要全面提高电力工作人员对风力发电机的维修水平，提高故障诊断技术，进而有效提升风力发电机的运行效率以及运行稳定性。
2.3 综合系统的重要性
通过计算机控制系统来搜集信号以及对信号进行系统的分析，提高在线监测解决障碍的效率，可以对风力发电机进行油液监测，应变力的监测，利用安装的计算机控制系统对发电机系统进行状态调整，提高障碍问题的解决能力，降低故障的发生几率。
使发电技术人员能够对风力发电机进行实时监控与诊断，通过各式各样的数据信息与整理，提高遏制安全事故发生的事件，提高技术人员对风力发电机运行的能力，促进发电机的稳定性与可靠性[3]。
3 风力发电机状态监测与故障诊断技术的应用
3.1 齿轮箱状态监测和故障诊断
风力发电机中连接发电机与主轴的重要部件便是齿轮箱，齿轮箱的内部结构与受力情况比较复杂，在运行过程中随着载荷情况的不一样，发电机发生故障的情况也会不一样，因为齿轮箱发生故障会直接导致发电机的出现故障，由于发电机发生故障的维修成本比齿轮箱发生故障的成本高，且会因为停机而导致电量的流失浪费，所以状态监测与事故诊断对于齿轮箱十分重要。不同地区的风力情况有所不同，所以对发电机的要求也有所不同，对齿轮箱性能的要求也不一样，所以各地区一定要因地制宜的选择齿轮箱，保证齿轮箱的正常安全运行[4]。
3.2 加强发电机叶片状态监测与故障诊断
发电机中叶片的主要功能就是吸收风能，而叶片长期处于暴露条件下，容易对叶片造成一定的损害，特别是在临海地区，叶片容易受到海水湿气的影响与腐蚀，陆地阵风和雷击对叶片运行也造成一定的影响。所以电力公司为了提高叶片运行的安全性，对叶片的质量，体积以及材料都要有严格的要求和筛选。当叶片发生故障时，容易造成发电机本身的损害，影响整体运行的安全性。对发电机的状态监测以及故障诊断主要通过对叶片的应变能力实现的，但应变能力主要体现在传感器，传感器拥有较好的抗腐蚀，抗电磁干扰，有尺寸小与寿命长的优点，所以比较适合用于对叶片的检测。对于传感器的不足，还可以将红外成像检测声发射检测结合起来，提高对发电机叶片状态监测能力与故障诊断技术能力。
3.3 状态监测和故障诊断技术
风力发电机中发电机作为核心部件，其主要的功能便是将机械能成功转换为电能，而发电机有振动过大，转子线圈短路，过热等故障，其中轴承故障占较大的比例，可以通过计算机系统获取相关信息，然后通过谐波的变化来判断发电机发生故障时的类型。比如在转子故障系统的识别中，可以通过电流、电压以及功率等信号来判断出是轴承磨损还是其他故障类型。因为电气系统作为电力发电机的重要组成部分，且控制着电气系统。而短路，电压电流发生错乱，是比较常见的故障，可以根据电气系统的特点，按照一定的科学方法，对输出电压电流以及功率温度的大小进行数据监测，判断电气系统的健康状态[5]。
4 结束语
为了提高风力发电机运行的稳定性与可靠性，发电企业要积极提高状态监测能力和故障诊断技术水平，提高监测叶片传动系统与发电机内部系统障碍的能力，降低因为障碍而导致发电机停机而造成的电量流失的损失，减少停机与故障维修的成本。通过计算机系统对信息的收集和处理，能够使发电机进行系统而全面的状态监测，使发电企业能够获取发电机运行过程中全面而有效的数据，并对这些数据进行专业的分析整理，对运行过程中出现的障碍问题，能够进行优化设计，做好障碍防护措施，降低发电机障碍发生的几率，提高发电机的运行效率与资源利用率。
参考文献：
[1] 黄树红，李建兰.发电设备状态检修与诊断方法[M].北京：中国电力出版社，2008.
[2] 沈艳霞，李帆.风力发电系统故障诊断方法综述[J].控制工程，2017（20）：789-795
[3]赵勇，韩斌，房刚利.风力发电机状态监测与故障诊断技术综述[J].热力发电，2016，45（10）：1-5.
[4] 姚晓燕，张丛杰，闫铁伦，等.一种行之有效的故障诊断新方法[J].振动工程学报，2005，17（增刊1）：326-327.
[5]赵铁印.双馈式风力发电机组发电机滚动轴承状态监测及故障诊断方法的分析[J].科技风，2018（19）：195.