摘要：伴随经济的不断发展，资源枯竭已经成为全球性的问题。在这种背景下，风能作为一种清洁的、可再生能源得到了大力的应用和推广。在信息化技术的引导下，风电电气工程充分将科学技术与环保有效结合在一起，实现了风电电气工程的自动化，符合当前经济发展、节约环保的特点。本论文以风电电气工程自动化为研究出发点，对其中存在的问题进行了详细的论述，并在此基础上提出了相应的解决措施。
关键词：风电电气工程；自动化；问题；解决对策
风力发电是利用风能进行发电。风力电气工程自动化，顾名思义就是从电力生产到电力消费的每一个环节、每一个层次中都充分利用了自动化进行控制。在这一过程中，涉及到了大量的电子信息技术，如：电力电子技术、网络控制技术、计算机技术等。与其他的工程相比较，风电电气工程自动化具有较强的复杂性、综合性，是电气信息领域的一个新兴领域。从某种程度上来讲，风电电气工程自动化的广泛应用，在很大程度上提升了整个电力系统的运行效率。对于风电电力系统来说，主要是通过各种电力设施，收集大自然界中的风能资源，并将其进行转化为电能，之后在进行输电、变电、配电，最终将电力资源输送到用电户终端，以满足社会生产和生活的需求。尤其是在新的形势下，随着生活、生产用电量的急剧增加。在这种情况下，只有通过电力工程自动化，不断提高电力系统的运行效率，才能有效保障生活、生产各个领域内的正常用电，推动我国经济的进一步发展。
一、风电电气工程自动化的概述
1、电气控制技术概述
就目前的情况看，这一技术已经被应用到了包括电厂等各领域当中。以风力发电为例，相对于火力以及水力发电等，风力发 电受自然环境影响严重，一旦气压以及空气温度等发生了变化， 其发电过程也会受到影响，因此可以说，其发电过程具有不稳定 性。为了提高风力发电效率，我国已经对发电机组的叶片直径进 行了改良，一定程度上使得发电效率得到了提高，但鉴于风力发 电所面临的自然环境的恶劣性，想要使发电过程能够更加顺利的 实现，还必须加强对整个运行过程控制，这样才能达到更好的控 制效果…。电气控制技术的出现为控制过程的实现提供了途径， 将其应用到风力发电过程中，已经成为了该领域发展的必然环节。
2、风电电气工程自动化的关键
风机控制系统是国内风电设备制造业中最关键却也是最薄弱的环节，也是实现风气电气工程自动化的关键设备。它是风机的 重要组成部分，承担着风机监控、自动调节、实现最大风能捕获 以及保证良好的电网兼容性等重要任务，主要由监控系统、主控 系统、变桨控制系统以及变频系统 ( 变频器 ) 几部分组成。风机 控制系统的任务不仅仅是实现对风机的高度自动化监控以及向电 网供电，而且还必须通过合适的控制实现风能捕获的最大化和载 荷的最小化。风机控制系统其本身具有的特殊性和复杂性，保障 了风电电气工程自动化的进程，确保风能的最大化利用。
二、风电电气工程自动化中存在的问题
就目前而言，风力发展已经在我国得到了广泛的应用。但是，在风电发电的过程中，由于风能快速发展、大规模风电机组的投入运行导致负荷不稳定，以至于在具体的风力发电中，不少风电机组频频出现运行故障，直接对风力发电的稳定性、安全性产生了不利的影响。具体来说，我国风电电气工程自动化过程中，主要存在的问题主要有以下几方面：
1、脱网
在大多数风电电气工程自动化中，频繁脱网现象较为严重，严重影响了风力发电的稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在研究中发现，导致风电电气工程自动化出现频繁脱网的主要原因有：电气工程自动化系统中本身存在一定的故障问题，以及恢复期间，整个系统处于暂太弱生存性；风电场的保护策略、保护方案无法满足大规模风电集中并网的要求，以至于两者之间出现一定的挑战，从而导致脱网现象频频发生。
2、风电机组故障
（1）风轮故障在风电机组中，风轮负责捕获风中的能量，主要由叶片和轮毂组成。其中，叶片主要是在外界空气气流的作用下，驱动风轮转动，只有通过轮毂将扭矩传送到风电机组的传动系统中。在这一过程中，叶片在气动力、重力和离心力的作用下，常常出现叶片挥舞、叶片摆振和叶片扭转等叶片振动故障。（2）变桨系统故障变桨系统是风电机组的重要组成部分，根据变桨系统驱动力的不同，又可进一步具体划分为液压变桨和电气变桨。在这两种变桨模式中，液压变桨主要有液压设备提供驱动，而电气变桨则是现阶段风电电气工程自动化中最常用的变桨系统，主要由变桨电机、变桨电机驱动器、齿轮箱、变桨轴承和变桨系统控制器所构成。在这一系统中，一旦电机轴承出现故障、变桨系统振动过大、电机润滑油脂过多或者过少的现象，就会导致整个变桨系统出现伺服电机过热的现象；而当变桨驱动耦合不好、旋转部分有所松动的情况下，就会出现伺服电机振动过大的现象；而当变桨系统中轴承安装出现偏差，或者轴承润滑不良的时候，就会导致变桨系统中减速器轴承失效，从而对整个风电电气工程自动化产生重要的影响。
三、风电电气工程自动化中问题的对策探讨
1、脱网问题的对策探讨
针对风电电气工程自动化中存在的脱网问题，基于脱网原因，主要从以下四个方面进行解决办法的探讨与策略完善：
第一，已完成并网但未对低电压穿越能力进行检测的风电场，应依照国家能源局制定的相关标准，依规对风电机组的低电压穿越能力进行现场检测，并将检测结果提报相关调度机构。
第二，风电场应定期对自身无功补偿装置的配置与性能等进行普检与抽检，当无功调节能力无法满足风电场的容量、配置与相应速率时，应积极对系统性能进行改进与升级。此外，应定期按照无功分层区的平衡原则，组织探讨分析装置的最大容性与感性无功容量，将动态调节的相应时间严格控制在30秒以下。
第三，在对风电机组中的主控定值、机组电压保护整定值等各种数据进行详细分析与研究的基础上，进一步的完善、优化风电场内部的升压变压器与箱式变压器的分接头位置，将配合过程中出现的偏差控制到最低限度。
第四，加强对风电场内汇集系统中小电流接地系统的熟悉与研究工作，在此基础上拟定35kV和10kV的小电流接地系统的完善与改进方案，以确保一旦汇集线发生单相故障，风电场能够做到快速反应、及时切除，遏制故障的扩散，缩小问题辐射范围。
2、按时进行风电机组的检修，做好日常的维护修缮工作
想要最大限度的地降低风电机组的故障风险，快速进行故障排查与故障维修只能算是减少故障发生概率的第一步，更要在日常的定期检修作业中，对风电机组的主要电气设备，尤其是以前发生过或容易发生故障的部位进行细致的检视与维护，例如电机轴承是否出现异响，叶片旋转部分是否发生松动，发电机的电缆位置是否正确，控制监控柜内部是否存在焦烤痕迹等等，将日常的检修与以上有针对性的维护有机结合，确保风电机组优良的运行状态与运行效率。
四、结语
综上所述，本文基于对风电电气工程自动化中存在的脱网问题与风电机组故障的探讨，结合对风电电气工程自动化内涵与关键的概述，对如何在不同控制策略下采取有效的解决措施进行了一系列探讨。希望能够对提升风电电气工程自动化系统的运行效果做出帮助，从科学的角度保证人们的社会生产与生活用电。
[2]吴乐强.风力发电电气控制技术发展的研究[J].工程技术:全文版，2016（28）.
论文作者:李国亮
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/8
标签：风电论文; 电气工程论文; 机组论文; 系统论文; 故障论文; 叶片论文; 风能论文; 《电力设备》2019年第14期论文;