摘要：近年来，尽管全球的经济发展进程不断加快，但日益攀升的能源消耗毫无疑问成为了世界经济增长的牺牲品。在全球能源短缺的大环境下，风能作为一种可再生的、环境友好型清洁能源，在各国均得到了不同程度的重视与推广应用。如今，在信息化技术的影响下，风电电气工程的发展逐渐开启了自动化的大门，向科学技术与环境保护的融合进发。本文就将基于风电电气工程自动化的发展现状，对风电电气工程自动化中存在的问题进行研究与分析，并在此基础上探讨解决对策。
关键词：风电；电气工程；自动化；对策
一、风电电气工程自动化概述
（一）风电电气工程自动化的内涵与意义
风能是风力发电的根本，而所谓的风电电气工程自动化工程，所指即是无论在前期的风能收集、电能转化，还是电力装配、电力消费环节，乃至将电力资源最终输送到用电户终端的过程中，都尽可能地充分开发自动化设施对作业进行机械化、智能化的控制。与其他的工程相比，风电电气工程自动化综合了电子信息技术、计算机技术、网络控制技术等数门新兴的自动化技术，具有极强的学科复合性。
随着社会生产与生活中需要电能驱动设施的增加，对于电力资源的需求量也逐年攀升，在这种情势下，只有不断提高电力工程自动化的发展水平，并推广自动化电力系统的应用范围，才能保障社会生产、生活各个方面的正常用电，拉动我国的经济增长与人民生活水平的提高。
（二）风电电气工程自动化的关键
一个合格的风机控制系统由监控系统、主控系统、变桨控制系统与变频系统四个主要“职能部门”组成。作为构成整个风机的重要组织系统，风机控制系统是实现风电电气工程自动化的关键性设备，透过这个系统，不仅可以全方位监控风机的工作质量、最大限度地收集风能，还能在保证电网兼容性的基础上实现风机的自主调节，确保风电能源的效率化应用。
二、风电电气工程自动化中存在的问题
我国拥有丰富的风能资源，随着风电电气工程自动化技术的革新与发展，风力发电已经成为继水电后第二个获得广泛应用的清洁发电能源。但是，在具体的风力发电过程中，部分风电机组由于负荷不稳，出现了一系列不利于风力发电稳定、安全运行的问题故障。
（一）脱网
在一系列风电电气工程自动化存在的问题中，以频繁发生大规模风电机组连锁脱网的现象对风力发电的稳定性影响较为严重。除了与故障恢复期间自动化系统的暂态弱生存性有关外，大规模风电集中并网产生的挑战无法被风电场的保护策略消化也是导致脱网现象频发的另一个决定性因素。
（二）风电机组故障
风电电气工程自动化系统中，风电机组主要利用空气通过风轮叶片时产生的推力或阻力，将风能转化为叶片转动的机械动能，再将机械动能转化为最终的电能，通过电力网络输送到千家万户，这一步诚然重要，但却也是整个风力发电过程中最为薄弱，最容易发生故障的一个环节。
1、风轮故障
在风电机组中，风轮的叶片和轮毂是风与能量之间互相转化的媒介，叶片在大气气流的驱使下产生力矩转动风轮，然后将扭矩经由轮毂传导到风电机组的传动系统中去。这个过程看似简单明了，但在重力、气动力与离心力的交互作用下，叶片经常会产生旋转平面方向以外的振动故障，包括挥舞、振摆、扭转等故障形式，对捕获、收集风能造成困难。
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2、变桨系统故障
依据驱动力的不同，可以将风电机组中的变桨系统分为液压变桨与电气变桨系统，前者的驱动力主要由液压设备提供，在我国的风电电气工程自动化中使用频率较低，而后者因其驱动灵便、控制简洁的特点，是我国现阶段的风电电气工程自动化中比较常见的变桨系统。
电气变桨系统由桨电机、变桨电机驱动器、齿轮箱、变桨轴承和变桨系统控制器等部件共同构成一个完整的变桨体系，在这个体系中，不管是哪个部件产生故障，都会影响到系统运转的完美性，比如，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不足都会导致电气变桨系统的伺服电机过热；而当减速器轴断裂的时候，又会制造缺陷造成应力过分集中。另外，当变桨系统中轴承安装选位不严谨或润滑效果不理想的时候，减速器轴承也会随之失去效力。以上的变桨系统故障都会对风电电气工程的自动化造成不良影响。
三、风电电气工程自动化中问题的对策探讨
（一）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。
（二）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。
参考文献:
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论文作者:闫春晖
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
标签：风电论文; 电气工程论文; 机组论文; 故障论文; 系统论文; 风能论文; 叶片论文; 《电力设备》2019年第5期论文;