摘要：随着经济高速发展和社会的不断进步，人们的生活水平逐渐提高，人们开始逐渐的意识到环境保护的重要性，为此人们开始开发研究环保的新型能源。电力能源是人们生活中必不可缺的能源，人们逐渐寻找清洁能源实现发电目的，因此风力发电是目前综合来看非常适合的清洁发电方式。但在实际的工作过程中，风力发电检修难度较大。对风力发电机组的检修任务是艰巨的，如果能够寻找到有效的检修办法，对风力发电领域的发展是重大的进步，也能够为我国风力发电事业作出重要的贡献。
关键词：风力发电；状态检修；清洁环保
引言：我国资源丰富，但人均占有量很低，极大的影响工业发展和人民生活水平的提高，所以研究开发新型的能源问题刻不容缓。综合来看，风力发电是目前非常适合的清洁发电方式。在传统的风力状态检修方式中，计划检修是主要的检修方式，按照规定的时间对风力发电机组进行检修，每隔一段固定的时间，就对风力发电机组进行检修，但是随着风力发电的发展，人们对风力发电数据进行分析，发现传统的检修方式并不是非常适合风力发电的检修要求。随后相关的研究人员经过大量的实验分析，研究出一种新型的检修方法，将发电机组的定期维护与状态监测结合起来，本文就风力发电状态检修技术进行简要分析。
一、概述
风力发电在很早以前就被人们认识到，并且尝试应用，但是一直都没有取得良好的效果，直到20世纪，美国等相关的国家才研究出来简单的风力发电装置，并且存在着很多问题，只能在海啸等发生地段或者偏远的乡村地段才能建造基础的设备设施，但是也证明了风力发电很有效的节省了大量的资源，但是缺点也尤为突出，风力发电产生的电量是非常低的，仅仅只有5千瓦，甚至还不到，在5千瓦以下。就我国的风力发电历程来看，我国风力发电起步是非常晚的，但是我国风力发电的发展速度却是非常快的，让其他的发达国家叹为观止。
当前阶段下，国内许多的大型风力发电厂已经建设完成并且正式投入到运行当中，而在这些风力发电厂的实际运行发展中，却也暴露出了一些的问题。其中，风力发电机设备与变配电设备的检修问题较为突出，因为风力发电厂同传统的发电厂存在一定差异，因此其发电机检修方式也不同于普通的发电机，所以，应当选择合适的检修手段，确保发电机的检修效果。
二、风力发电状态检修工作模式
由于我国在初期阶段，风力发电发展过于迅速，建造了大量的规模巨大的风力发电场，在使用过程中相关问题也随之出现，例如风力发电设备设施的维护问题以及变电器的维修与检修问题等。因为风力发电是新型的发电方式，所以相应的维修与检修方法也与传统的检修方式不同，并且风力发电的电网与传统的电网布局不同，所以我们要研究出一种适合风力发电的检修方法。
经过一段的时间发展，人们越来越觉得普通的维护检修的方式，不适合风力发电厂的风机，通过长时间的研究，相关人员发现，在风机运行时，及时的对潜在的故障进行离线的测量还有在线的监测，并根据相关的结果进行有效的分析，也就是状态检修。再利用现在的智能技术，还有相关的巡检数据，并结合以前的有效数据，不间断的对发电机运行状态进行相应的评估，在根据实际的状态设置发电机的检修时间，最终有计划且效率科学的对发电厂的设备进行检修。状态的检修相对于计划检修有着很强的针对性，并能得到很好的检修效果。利用对发电机运行的状况还有结构特点等，进行有计划的综合性研究，进而对发电机是否需要检修进行分析，若需要检修，在检修的过程中还需要针对哪些项目等问题等等。对于运行状态较差的风电机组，需要按时进行检修；而对于这种状态的发电机，可以相应的缩短检查周期。对于运行状态比较好的发电机，就可以延长其检修的周期。依靠这种检修手段，不单单可以保证安全还有高效能，还可以有效的减少维修的资金和人员，最大化的降低检修的成本。当然，状态的检修还可以有效的杜绝计划检修时出现的欠维修，还有过度维修等等一系列的问题。
风力发电机的状态监测，大多都是针对风力发电机运行时其关键的部位的运转状态。有效迅速的对其数据以及相关的状态进行分析并检测，对运行中的问题以及相关的安全隐患进行研究，对于可能存在的安全隐患或者是运行不正常的发电机组进行相应的检查并维修，再有就是对于可能出现的故障进行预处理，并根据最后的诊断结果还有预测的结果进行一个较为可靠的统计分析，最大化的避免因故障等造成巨大的经济损失，当然增强风力发电机运行过程中的可靠性，还有提高运行发电效率最终延长其使用寿命，都是非常好的手段。
三、发电机状态检修故障排除
大型的风力发电机其故障，往往会出现在发电机组以及齿轮箱还有高低速轴等部件上，这些部件如果出现故障，将会使得风力发电机组停止运转。而风力发电厂多会建造在交通不便的海边或者是多风山区，机组多半都是由高空运输，所以一旦发生问题，其检修就非常的困难。若是选用计划检修，大多会将机组吊至地面，在进行相应的检修任务，这需要大量的人力和财力，并且检修的成本非常高。为了降低检修的成本，就需要选用状态检修的方式。随着电机组的运转，风电机的各个部件都会出现各种问题。笔者就风电机易出现故障的部件作出简单的维修以及排除方法的论述。
1、风轮转动有异响
通常风轮转动时有异响发生，多数都是由于机舱罩松动或者是松动后碰到了转动件所引起的，但是不能排除由于风轮轴承座松动或者是轴承损坏，以及增速器松动或者是齿轮箱轴承损坏，制动器或者是发电机松动和联轴器损坏等原因；这时就需要停机进行检查，检查紧固机舱罩的紧固螺栓进，对风轮轴以及增速器的同轴度进行检查，将固定螺栓拧紧，若轴承损坏就应该更换轴承，并重新安装轴承座；除此之外，还应该重新固定制动器以及调节刹车片之间的间隙，对发电机的同轴度进行调整之后将螺栓紧固牢靠，若是联轴器发生损坏，就需要更换联轴器。
2、已达额定风速但风轮转速不够、发电机输出电压不够
风速达到了额定风速，但风轮却没有达到相应的转速且发电机没有输出额定的电压，这种情况下，通常都是由于调速器卡滞，停留在一个位置上；或者是发电机的转子和定子接触摩擦；增速器轴承以及风轮轴轴承损坏；刹车片回位弹簧损坏使得刹车片处在半制动的状态；微机调速失调或是变桨距轴承损坏以及变桨距同步器损坏等。因此在发生该类的故障后，就应该根据实际情况，对其扭头、仰头、还有离心飞球和空气动力调速的平衡弹断或者是拉力的变化进行调整；找出变桨距驱动系统的卡滞位置，进而消除卡滞的现象；液压驱动变桨距的油缸卡死或者是漏油现象应该更换油缸或者是解决漏油。对于发电机轴承的损坏，应该将其拆下并更换，若发电机轴弯，就应该拆下转子进行校直或者是更换。增速器的维修大多都会拆下更换或者是将同轴角度调节好之后重新安装，刹车片的故障应该及时更换弹簧，调整刹车片的间隙，微机调速问题就涉及到了微机的输出信号，控制系统的故障，想要排除就需要对微机可能受到的干扰进行排查，排除干扰接收部位，并进行屏蔽，当然对于速度传感器是否损坏也需要进行排查。
3、偏航系统故障检测
当发电系统处于运行期间时，时常会发生偏航系统故障情况，特别是在左右偏航反馈丢失的问题。运用状态检修技术，能够实现对偏航电机电阻实际状态的检查，并且也能够对偏航电磁阀状态加以检查等。待检查出具体故障问题后，要考虑实际情况，分析故障产生原因确定有效的处理方法。若是风机发出向左偏航信号的四秒内并未收到信号反馈，那么这种情况下可判定为偏航反馈丢失故障。
4、调向问题
出现调向问题时通常表现为调向失灵、不可调向等。导致该项故障问题的原因较多，包括以下几方面：①发电机的下风向、尾舵调向中的阻尼器出现过大的阻力。②扭头、仰头中的调速平衡受到的弹簧拉力过小，或是拉力失效。③调向电机出现故障，或是其中的轴承出现损坏。④风速计等设备出现误差。⑤调向转盘中的轴承存在杂物或是没有进行良好的润滑等。为处理好这类故障问题，同时在维修阶段合理运用状态检修技术，应当做好以下工作：首先，需要使处于发电机停止运行状态，利用阻尼器弹簧中存在的压力进行校正。要将平衡弹簧进行调整，应确保去满足额定风速的仰头、扭头需求，若是弹簧本身存在问题应当立即更换。若是调向机启动后发现其电控存在损坏问题，则可更换电机轴承。当轴承更换完成后，需要对其进行校正。此外，若是发电机转盘轴承发生损坏，那么则需拆除机舱及时更换。
四、工程实例分析
以某风电场为例，利用基于风电机组状态监测信号分析与特征提取的故障诊断检修模式，对该风电场实施状态检修。
表1风力发电机组各部件全年故障概率
首先，对其风电机组进行状态检测，进行健康评估，找到风电机组运行情况及故障分布情况。表1所示为该风电场所有风电机组各部件全年故障概率分布。该风电场全年所有风电机组平均每台风机停机26.16次，其中80%以上的故障能够远程复位或自动复位。按发生次数排列顺序为变桨系统、变频器、齿轮箱、发电机、传感器、编码器、塔筒振动、偏航系统等故障。导致风机停机的主要的故障分别为：变桨失效、变桨控制通讯故障、变桨限位、变桨电机电流超过最大值、变桨电机转速高、变桨电池充电器故障、变桨电池故障停机、变频器故障、转子WP2035超速、传感器故障、塔筒振动等。风机大部分故障集中在变桨系统部分，主要因为编码器、变桨控制器信号通道比较容易损坏，信号线接线松动以及轮毂至主控柜间的电气滑环内部容易积累灰尘影响信号的正常传输。
随后，结合风电机组故障问题现象，制定科学的运维与检修方案。变桨系统的故障率最高，在风电场制定的最短定期运维中，对其做相应检查；同时，当某台风机非变桨系统故障，在做故障处理时，顺便对变桨系统也做相应检查。变频器和齿轮箱的故障率次之，可隔期检查。另外，根据具体故障情况，制定检查内容。例如，根据变桨系统具体故障情况，其检查内容主要有：变桨限位、变桨控制通讯、变桨电机电流值、变桨电机转速等。这样，可将故障消除在前期状态中，减少故障率。
最后，根据故障情况，制定详细、具体、严格的处理措施。例如，变桨限位开关故障时，调整限位挡板、紧固接线端子或更换L+B控制器；变桨角度有差异时，更换L+B控制器或编码器；变桨控制通讯故障时，定期清洗主控至轮毂间的电气滑环内污垢或紧固通讯线端子；变桨失效时，定期清洗主控至轮毂间的电气滑环内污垢、更换变桨控制器L+B等。
结语：风力发电是一种新型的清洁环保的发电方式，目前世界的温室效应越来越严重，我们赖以生存的家园破坏的越来越严重，这就迫切要求我们采取相应的措施来治理污染，并且寻找新的清洁的能源，减少破坏。风力发电是我们能够运用并且清洁的适宜能源，风力发电的检修维护是非常重要的，这是保证风力发电场正常运行的基本条件。适合的风力发电检修方式能够大大的降低相关的相关的成本，增加盈利。为此我们要研究出适合风力发电的检修方式，根据风力发电的特点，来研究分析出适合风力发电的检修方式，为我国的风力发电作出贡献。
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论文作者:李强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/25
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