董秀峰
（大唐黑龙江新能源开发有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150028）
摘要：风能作为清洁能源正得到越来越大的应用，风力发电机组规模不断扩大，机组控制及运行维护成为关键内容，直接影响到机组运行的稳定性、可靠性及运行效率。本文主要分析探讨了风力发电机组控制及运行维护技术，以供参阅。
关键词：风力发电；机组控制；运行维护；技术
引言
风力发电技术经过几十年的发展，已经实现了全国连网并列运行，机组容量达到兆瓦级，机组机械控制实现变桨距运行和双馈异步，在技术上不断实现新的突破，部分技术达到了世界先进水平。但是，由于风力发电的部分技术难题仍没有得到更好的解决，导致风力发电机组运行维护工作水平有待于提升。因此，做好风力发电机组的控制及运行维护工作尤为重要。
1风力发电机组的控制
对风力发电机组的控制目标主要包括两方面，一是风电机组在运行过程中的稳定性，即能否在运行范围中按照预定轨迹运行；二是控制风电机组的运行性能，即包括机组的发电效率、发电质量、机械载荷等。主要的风力发电机组类型有如下几种。（1）失速型风力发电机组失速型风力发电机组包括定桨距失速型风力发电机组和变桨距失速型风力发电机组两种。其中，定桨距失速型风力发电机组是通过风轮叶片失速来控制风力发电机组在大风时的功率输出，同时通过叶尖扰流器来实现极端情况下的安全停机问题。而变桨距失速型风力发电机组与其不同，他是在低风速时通过改变桨距角或保持一定的桨距角使其功率输出增加，而在高风速时通过改变叶片桨距角来控制功率输出。（2）双馈变速恒频型风力发电机组双馈变速恒频型风力发电机组的风轮叶片桨距角可以调节，同时采用可以变速的双馈型发电机，并输出恒频恒压电能。在低于额定风速时，它通过改变转速和叶片桨距角使风力发电机组在最佳尖速比下运行，输出最大的功率，而在高风速时通过改变叶片桨距角使风力发电机组功率输出稳定在额定功率。（3）直驱型风力发电机组直驱型风力发电机组是无齿轮箱的变桨距变速风力发电机组，风轮轴直接与低速发电机连接。直驱型风力发电机组要采用全功率变流器。（4）混合型风力发电机组混合型风力发电机组采用单级齿轮箱和中速发电机，是直驱型风力发电机组和传统型风力发电机组的混合。混合型风力发电机组也要采用全功率变流器。
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2风力发电机组的运行维护技术
2.1日常维护检修
运行维护主要由两部分组成，即远程操作和现场维护。其中，远程操作是指通过远程控制来实现维护及故障的排查、处理。无论是电网电压还是温度控制，均可采用远程复位得以维护。此外，利用远程控制还能自动采集机组相关运行参数，对输出功率及风况等实施收集与远程传输，进而为控制人员提供可靠的参考依据，进而完成高水平的远程维护。实践表明，通过对远程维护的合理应用，能实现对故障的准确分析，缩短停机时间，保证利用率。虽然远程维护作用显著，但仍有很多维护工作与故障的排查和处理需要到达现场进行。所谓定期检修，指的是对机组联接件所设螺栓的力矩与传动部件进行润滑测试，在发现问题后，应立即进行维护与处理，保证机组稳定运行。对于日常维护，是指对机组所有部件进行定期检查和维修，包括安全平台、升降装置、液压装置等，还涉及到基本的清理工作。通过有效的日常维护，能在第一时间发现潜在的故障隐患，并采取相应的预防措施，保证设备的完好性，使其安全、稳定的运行。
2.2故障处理
风力发电机且运行时间长，体积大、重量大、高度高，对维护检修工作造成一定的难度。如果一些小的问题没有及时发现，就会积累成大的故障，最终影响机组的正常运行。在此，要做好机组故障检修工作。这项工作主要分为以下几个部分。一是状态检修，即在日常维护的基础上，准确判断机组的运行状况，及时发现故障并快速解除。状态检修是故障处理工作的重要一环，有利于提高各项检修工作的质量。二是预防性检修。即按照风力发电机组的运行规律和技术标准，对机组各部件进行定期的紧固、调整、修复、更换工作。预防性检修一般是针对较小部件损坏或小故障，没有必要进行大部分更换和维修的情况下。如对塔尖、叶片、内部结构等进行检修。三是故障维修。当发电机组的大型部件、电气系统等发生故障时，整个发电机组将停止运行，就必须对相关部件、模块、内部构件等进行大量修改和更换。在这种情况下，工作任务重，维修成本高，也是检修工作的重点内容。此外，在故障维修的过程中，往往要进行改进性的检修工作。即发现机组故障时，针对硬件质量、部件协调性缺陷、系统设计缺陷等问题，进行改进性研究，从而提高部件质量和设计质量，提高机组整体的设计水平，从而在源头上降低故障的发生几率。
2.3防雷维护
风力发电机组造价很高，且多位于开阔区域，加之整体高度达到几十米甚至150米，使得风机直接处于雷电威胁之下。因此，做好防雷保护工作也是机组运行维护工作的重要之一。
3总结与展望
为切实提高风力发电性能，缩减成本，保证电能质量，避免产生较大的噪声，使系统稳定运行，当前的风力发电整体必须积极向智能化、变转速等方向发展：①风力发电机组应实现大型化，以此减少占地，缩减成本，以利风能利用率的有效提高；②合理应用变速恒频技术与变桨距技术，为机组控制提供可靠技术支持。这两项技术的应用，能减小机组体积、自重及成本，提高发电量，保证电能质量与效率；③采用直接驱动，省去齿轮箱机构，避免产生能量损失，降低成本与噪声，保证效率及可靠性；④实现无刷化，提高系统整体可靠性，减少维护，使发电效率保持在较高水平；⑤采用智能化控制，通过对模式识别、模糊控制与神经网络等的应用，克服参数时变及非线性影响；⑥利用磁悬浮技术与磁力传动技术，确保机组实现轻风起动与微风发电。
结束语
总的来看，我国风力发电机组的控制技术水平还处于初步不稳定阶段。而随着我国风力发电企业的不断兴起以及国家政策的支持，我国相关技术水平将逐步趋于完善，运行管理水平也会不断提高，必然会给我国风力发电带来繁荣的大好景象。
参考文献：
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[2]谢佳奇.风力发电机组控制及运行维护技术研究[J].通讯世界.2018（05
[3]吕冠成.浅谈风电场电气设备中风力发电机的运行维护[J].电子制作.2014（05）.
论文作者:董秀峰
论文发表刊物:《河南电力》2018年19期
论文发表时间:2019/4/12
标签：机组论文; 风力发电机组论文; 运行维护论文; 故障论文; 工作论文; 技术论文; 功率论文; 《河南电力》2018年19期论文;