風(fēng)力發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定性提升對(duì)策探究

郭程毅

摘要：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定期維護(hù)是風(fēng)按照風(fēng)力發(fā)電要求，定期對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各電氣、機(jī)械原件進(jìn)行檢查和維護(hù)，對(duì)控制系統(tǒng)單元進(jìn)行測(cè)試，以達(dá)到降低設(shè)備故障率和提升設(shè)備安全性的目的。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定期維護(hù)工作的依據(jù)是定期維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)由廠家編寫，按照相應(yīng)機(jī)型的工作特性，有不同的側(cè)重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；故障率；設(shè)備安全性

風(fēng)力發(fā)電主要是利用風(fēng)力資源吹動(dòng)風(fēng)機(jī)，促使風(fēng)機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，在風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中利用電磁感應(yīng)的原理，將風(fēng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最后將轉(zhuǎn)化的電能經(jīng)過(guò)變壓器的電壓調(diào)控再并入到國(guó)家電網(wǎng)中，輸送到各個(gè)地區(qū)達(dá)到使用的目的。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行工作的時(shí)候，為了保證風(fēng)力發(fā)電的頻率保持穩(wěn)定，在我國(guó)并網(wǎng)型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行系統(tǒng)中主要使用的是恒速恒頻和變速恒頻兩種設(shè)備。在我國(guó)過(guò)去的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中主要使用的是恒速恒頻的技術(shù)，隨著我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展創(chuàng)新，目前采用的是變漿距的一種技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)葉輪的轉(zhuǎn)速隨著風(fēng)速的變化而產(chǎn)生一定的變化，并且利用變流的技術(shù)對(duì)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩記性控制，保障了風(fēng)力發(fā)電的輸出頻率恒定，由于變速恒頻技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)，我國(guó)目前大多數(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)系統(tǒng)都是采取的該技術(shù)。

1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行安全性的分析

1.1運(yùn)行環(huán)境惡劣

在風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行的過(guò)程中由于長(zhǎng)期在野外進(jìn)行作業(yè)，工作的條件非常的惡劣，并且風(fēng)力資源不是人為可以進(jìn)行控制的，在一些極端環(huán)境中最高風(fēng)速可以達(dá)到五十米每秒，風(fēng)機(jī)承載著超負(fù)荷的載荷，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)營(yíng)安全隨時(shí)隨地都受到外界環(huán)境的影響。為了保障風(fēng)機(jī)的質(zhì)量，在進(jìn)行風(fēng)機(jī)制造的時(shí)候需要對(duì)制造風(fēng)機(jī)的材料進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，主要是測(cè)試該材料的疲勞時(shí)間、耐高溫性能、耐低溫性能、耐腐蝕性能和抗沖擊性能，在經(jīng)過(guò)測(cè)試之后才能確定，并且風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)壽命一般是20年，對(duì)風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)安全性能提出了更高的要求。

1.2 風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)

在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)使用變漿距技術(shù)可以有效減低，風(fēng)機(jī)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中承受的風(fēng)力載荷，并且在無(wú)風(fēng)的環(huán)境中風(fēng)機(jī)可以自動(dòng)的調(diào)整到最大漿葉角的位置，這樣在出現(xiàn)風(fēng)力資源的時(shí)候，可以保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全性。在進(jìn)行風(fēng)機(jī)系統(tǒng)制動(dòng)的時(shí)候，可以利用三套獨(dú)立的葉片變槳結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行安全穩(wěn)定的制動(dòng)，在遇到極端的環(huán)境的時(shí)候，為了很好的保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不受到破壞，一般會(huì)提前對(duì)風(fēng)機(jī)記性制動(dòng)，一般是采取啟動(dòng)剎車系統(tǒng)，保證風(fēng)機(jī)的葉片都回到最大槳葉角的位置。主要是風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)載荷是非常大遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了靜止?fàn)顟B(tài)下載荷，因?yàn)樵陬A(yù)報(bào)有極端惡劣的天氣的時(shí)候，工作人員會(huì)預(yù)先對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)備安全。

1.3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全保護(hù)系統(tǒng)

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作的過(guò)程中還需要對(duì)機(jī)組進(jìn)行一定的保護(hù)，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中都是采取自動(dòng)化控制的，自動(dòng)控制系統(tǒng)要保障發(fā)電機(jī)組在無(wú)人值班環(huán)境下的自動(dòng)運(yùn)行，并且將實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息上傳給控制系統(tǒng)。其中可編程控制器是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制的核心要素，還包括了 PLC、各種傳感器、控制器和主要的執(zhí)行設(shè)備，通過(guò)傳感器的數(shù)據(jù)采集再上傳到控制器中，通過(guò)計(jì)算處理下達(dá)給執(zhí)行設(shè)備的下一步指令，從而保障風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。

2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定期維護(hù)存在技術(shù)問(wèn)題

（1）維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有針對(duì)性。目前風(fēng)電系統(tǒng)90%的風(fēng)場(chǎng)均執(zhí)行廠家出廠原定期維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，但各機(jī)型原定期維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)只針對(duì)設(shè)備總體檢查進(jìn)行了相關(guān)要求，即沒(méi)有后期的技術(shù)反饋改進(jìn)，也沒(méi)有及時(shí)針對(duì)各版本風(fēng)力發(fā)電機(jī)組型號(hào)進(jìn)行更新，甚至部分定期維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)存在不合理的檢查或缺少關(guān)鍵性檢查。同時(shí)由于各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組廠家繁多，地理環(huán)境差異大，技術(shù)部門未對(duì)每個(gè)風(fēng)場(chǎng)的地理環(huán)境制定特別檢查項(xiàng)目，致使很多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定期維護(hù)工作出現(xiàn)了“水土不服”的情況。很多風(fēng)場(chǎng)只能自己修編或改進(jìn)定期維護(hù)項(xiàng)目，但只能治標(biāo)不治本，不但沒(méi)有達(dá)到減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障率，反而增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)其他嚴(yán)重故障的隱患，造成大量人力物力的投入，違反了初衷。

（2）沒(méi)有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠家眾多，導(dǎo)致?lián)碛卸喾N機(jī)型的風(fēng)電發(fā)電公司定期維護(hù)單無(wú)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。一是設(shè)備名稱不統(tǒng)一，如變頻單元就有變頻器、變流器、逆變器、IGBT四種名稱。二是原定期維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)要求或規(guī)范不明確，如葉片軸承注油項(xiàng)目中只簡(jiǎn)單寫了潤(rùn)滑葉片軸承，沒(méi)有對(duì)葉片注油時(shí)的葉片運(yùn)行狀態(tài)、注油量和注油方式給出具體要求；三是定期維護(hù)項(xiàng)目存在差異，具體表現(xiàn)為某廠家要求檢查急停按鈕，某廠家則定期維護(hù)單中未加入急停按鈕檢查等。上述三方面問(wèn)題，直接導(dǎo)致了工作人員在作業(yè)時(shí)沒(méi)有可靠依據(jù)，造成了定期維護(hù)質(zhì)量參差不齊。

（3）人員定期維護(hù)技術(shù)薄弱。與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組維護(hù)消缺不同，定期維護(hù)工作由于其“固定”的模式和風(fēng)電公司的管理方式，工作人員在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出質(zhì)保前只學(xué)習(xí)了如何消缺維護(hù)，對(duì)定期維護(hù)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)較為粗糙。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出質(zhì)保后，依舊沒(méi)有組織人員學(xué)習(xí)定期維護(hù)技術(shù)，也沒(méi)有專業(yè)人員帶頭指導(dǎo)定期維護(hù)項(xiàng)目，這種情況直接導(dǎo)致了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出質(zhì)保后故障率急劇增加。

3 提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定期維護(hù)質(zhì)量對(duì)策

（1）建立統(tǒng)一的定期維護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)型定期維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)存在的格式不一、項(xiàng)目參差不齊、技術(shù)要求不規(guī)范的問(wèn)題進(jìn)行分析研究，同時(shí)積極與廠家現(xiàn)場(chǎng)工作人員溝通，結(jié)合各風(fēng)場(chǎng)的地理環(huán)境和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行特性，重新編制了符合本公司風(fēng)場(chǎng)的定期維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。一是將各機(jī)型的定期維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行統(tǒng)一，新格式的定期維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)擁有更加明顯的檢查項(xiàng)目點(diǎn)和更清晰的項(xiàng)目要求；二是修編定期維護(hù)項(xiàng)目，在修編期間與各現(xiàn)場(chǎng)、廠家人員等專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行溝通，對(duì)很多“雞肋”的檢查項(xiàng)目不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力且沒(méi)有明顯的反應(yīng)設(shè)備的情況檢查進(jìn)行刪減和改動(dòng)；三是對(duì)定期維護(hù)項(xiàng)目進(jìn)行量化，增強(qiáng)對(duì)定期維護(hù)質(zhì)量的管控。

（2）優(yōu)化定期維護(hù)工作的管理模式。采用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組責(zé)任到人的管理模式，通過(guò)考核可利用率、發(fā)電小時(shí)數(shù)等指標(biāo)，調(diào)節(jié)工資績(jī)效、獎(jiǎng)金分配，調(diào)動(dòng)所有人員的工作積極性；采用管理人員每月抽檢風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定期維護(hù)情況，即保證了定期維護(hù)工作不能缺項(xiàng)、漏項(xiàng)，也讓風(fēng)場(chǎng)人員認(rèn)識(shí)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定期維護(hù)工作對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的重要性；生產(chǎn)管理部門可以通過(guò)抽查的形式對(duì)定期維護(hù)情況進(jìn)行單獨(dú)追蹤，對(duì)定期維護(hù)質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)把控。

（3）數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的分析。在風(fēng)力發(fā)電過(guò)程中很多數(shù)據(jù)信息的變化都會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行造成一定的影響，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中需要對(duì)工作環(huán)境的溫度、風(fēng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速、電力功率的檢測(cè)、并網(wǎng)電力數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測(cè)等。在風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械能也是非常多，并且導(dǎo)致了葉輪的工作溫度不斷的升高。有可能出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測(cè)模塊主要有發(fā)電機(jī)組的繞組線圈的溫度、控制柜的溫度、機(jī)艙的實(shí)際溫度、三相電壓、電流、電壓等信息，在超出了預(yù)期的設(shè)定值時(shí)我們需要將數(shù)據(jù)信息及時(shí)的上傳到控制系統(tǒng)中，并且及時(shí)的通過(guò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)對(duì)一些設(shè)備進(jìn)行有效的調(diào)控，防止安全事故的發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)施上述措施，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定期維護(hù)質(zhì)量得到了大幅度提升，定期維護(hù)后的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)生缺陷大幅度降低，定期維護(hù)的關(guān)鍵性檢查進(jìn)一步管控落實(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行得到有效提升。

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