摘要：近年来，随着新能源的不断开发和利用，对我国环境保护事业做出了重大的贡献。目前，风力发电是最为普遍的环保发电方式之一，在实际应用的过程中，风力发电设备会出现一些问题和故障，而且受到运行环境的影响，其故障维修工作难以顺利开展，因此，采取有效的故障诊断和监测技术对风力发电设备的运行状态进行监测，从而对可能发生的故障采取预防措施，尽可能的降低设备故障带来的损失，提高故障维修的效率，降低风力发电设备的维修成本，对我国风力发电的发展和新能源的充分利用具有重大的意义。
关键词：风力发电机；状态监测；故障诊断技术
如今，我国对环境保护予以高度的重视，作为新能源发电的方式之一，风力发电在各大行业都有着广泛的应用。由于风力发电厂都在一些偏远的地区，当地环境比较恶劣，风力发电机会出现各种故障，从而影响整个风力发电的正常进行。基于这一现象，本文就对风力发电机状态监测和故障诊断技术的应用展开讨论和分析，从而为风力发电行业的发展做出一定的贡献。
一、风力发电机组的故障特点
我国大部分风力发电场都在偏远的山区，这对风力发电的设备提出了更高的性能要求，尤其是风力发电机。自然环境的频频变化很容易引起风力发电机的内部结构部件发生故障，从而影响风力发电机的正常使用。一般来说，常见的风力发电机组故障主要包括齿轮箱故障、发电机故障以及变频器故障。本文着重对风力发电机的故障进行分析和研究，风力发电机发生故障的主要包括由于发电机的轴承在长时间运行之后，其表面温度过高，而且发电机在实际运行的过程中会出现高频率的振动，使得发电机的机身温度升高，这对发电机的运行带来了很大的负面影响。造成上述故障的原因有发电机的轴承损坏、定子绕组绝缘出现问题等等，所以说在实际进行故障检测和维修的过程中需要针对不同的故障类型选择相应的维修方式，但是由于工作人员无法在短时间内掌握故障发生的原因，导致其维修工作无法顺利开展，对风力发电机的正常运行带来了很大的影响。因此，对风力发电机各个部件的运行状态进行实时的监督，并针对每种不同的故障类型采取有效的维修方式，是解决风力发电机故障的有效途径之一。
二、状态检测诊断系统及风力发电故障检测和诊断技术
风力发电机组的监测与故障诊断系统主要是利用技术及技术和电气技术完成的，计算机可以对整个系统进行实时的控制、监测和分析，并将收集到的信号进行处理和转化，然后发送给气体设备，完成整个状态监测的工作。在实际监测的主要是通过对发电机组的运行温度、振动情况以及其他数值与标准值进行对比，如果数值差异过大，那足以说明相应的部位发生了故障。风力发电机组的监测和故障诊断系统的工作模式可以概括为：信息数值的收集、信息数据的处理、信息数据的分析、与标准数据进行对比、诊断最终的故障结果。整个过程中都是利用计算机对数据进行收集、处理和分析，有效的提高了发电机组故障监测的效率，也在很大的程度上减轻了工作人员的工作负担。通过上文对风力发电机的故障特点进行分析，为了有效的降低故障带来的负面影响，需要加强对风力发电机的故障检测和诊断力度，下文就提出一些针对不同发电机及部件的故障检测和诊断技术。
2.1直驱式风力发电机
直驱式风力发电机是直接由风力驱动的发电机，该发电机没有齿轮箱，所以也被成为无齿轮风力发电机。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆正是因为，直驱式风力发电机没有齿轮箱，这使得其在运行过程中出现故障的概率大大的降低，由于齿轮箱的运行故障是非常频繁的，选择直驱式风力发电机能够在低风速下高效的进行风力发电，而且有着很长的使用寿命，体积较小，后期的维护成本也低。由于直驱式风力发电机没有齿轮箱，其在运行的过程中需要承受更多的冲击载荷，这对该发电机提出了更高的要求，需要对发电机的内部结构进行调整，从而提高其冲击载荷的承载能力。所以说，加大对直驱式风力发电机的使用是降低风力发电机在运行过程中发生故障的有效方式之一。
2.2发电机
发电机是整个风力发电机组中的重要组成步伐，其主要功能是将风力这种机械能转化为电能，所以说保证发电机的正常运行是风力发电场正常运转的基础和保障。发电机在长期运行的情况中，由于周围的电磁交互情况比较复杂，会使得发电机出现高频率的振动，使其机体温度升高，或者定子的线圈脱落等等，从而影响发电机的正常运行。通过对发电机的故障及引发原因进行分析，对发电机在运行过程中的监测需要将重点放到定子和转子中的电流，以及整个发电机的输出功率，并将监测的数据与额定数值对比，如果差异明显就说明相对应的部件运行存在故障，需要立即停止进行故障检修，提高了故障监测和维修工作的整体效率，并有效的控制了故障带来的损失。
2.3叶片的检测和诊断
发电机中叶片是重要的部件之一，也是将风能转为电能的重要工具之一。一般来说，常见的叶片长度在四十米左右，而且为了确保其使用寿命会选择一些高强度的纤维复合材料进行制作，但是由于其运行环境比较恶劣，长时间运行之后会出现故障，造成严重的损失。叶片会受到太阳光的长期照射，其表面材料会被氧化，各项性能也会有所下降，出现裂缝、腐蚀等问题，相关专业人士对叶片正常情况下和故障情况下的受力情况机械能分析，发现在故障情况下其所受的应力更大，如果不及时进行故障检测和维修，很有可能导致叶片发生断裂。在对叶片的故障检测过程中使用的设备是光栅传感器，该传感器能够在恶劣的环境下正常运行，所以说将光栅传感器应用到叶片故障的检测和诊断能够发挥巨大的作用。
三、结语
综上所述，风力发电机组的监测和故障诊断系统是充分利用计算机和电器控制系统完成的，在我国诸多风力发电场中有着广泛的应用。在实际应用的过程中需要对实时监测的数据与标准值进行对比，从而判断出发电机的运行状态，对故障问题进行及时的检修和维护，确保风力发电机的正常运行，促进我国风力发电行业的快速发展，为我国环保事业做出重大的贡献。
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个人简介
唐玉霜，1993年10月，女，汉，山东省烟台人，硕士，研究方向：信号处理与故障分析
论文作者:唐玉霜
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/3
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