摘要：在风力发电经历了不断的改进创新之后，我国的风力发电系统发电效率已经有了很大的提高。但是由于极端恶劣气候环境的影响对风力发电机组的安全运行造成了很大的安全隐患。
关键词：风力发电机组；安全运营；控制措施
引言：在今后的风力发电机组运行中要不断的升级设备的运行安全性，引进先进的管理系统，不断的提高我国风机发电的效率。为此，在接下来的文章中，将围绕风力发电机组运行安全及控制措施方面展开分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
1.风力发电机组的介绍
风力发电主要是利用风力资源吹动风机，促使风机开始旋转，在风机旋转的过程中利用电磁感应的原理，将风机的机械能转化为电能，最后将转化的电能经过变压器的电压调控再并入到国家电网中，输送到各个地区达到使用的目的。在风力发电机组进行工作的时候，为了保证风力发电的频率保持稳定，在我国并网型的风力发电机组运行系统中主要使用的是恒速恒频和变速恒频两种设备。在我国过去的风力发电机组运行中主要使用的是恒速恒频的技术，随着我国风力发电技术不断发展创新，目前采用的是变浆距的一种技术，它可以实现叶轮的转速随着风速的变化而产生一定的变化，并且利用变流的技术对发电机的转矩记性控制，保障了风力发电的输出频率恒定，由于变速恒频技术的巨大优势，我国目前大多数的风力发电机组并网系统都是采取的该技术。
2.风力发电机组运行安全性的分析
2.1运行环境恶劣
在风力发电运行的过程中由于长期在野外进行作业，工作的条件非常的恶劣，并且风力资源不是人为可以进行控制的，在一些极端环境中最高风速可以达到五十米每秒，风机承载着超负荷的载荷，风力发电机组的运营安全随时随地都受到外界环境的影响。为了保障风机的质量，在进行风机制造的时候需要对制造风机的材料进行大量的实验，主要是测试该材料的疲劳时间、耐高温性能、耐低温性能、耐腐蚀性能和抗冲击性能，在经过测试之后才能确定，并且风机的设计寿命一般是20年，对风机的结构安全性能提出了更高的要求。
2.2风机的设计
在风机运行过程中通过使用变浆距技术可以有效减低，风机在运营过程中承受的风力载荷，并且在无风的环境中风机可以自动的调整到最大浆叶角的位置，这样在出现风力资源的时候，可以保证风机运行的安全性。在进行风机系统制动的时候，可以利用三套独立的叶片变桨结构来进行安全稳定的制动，在遇到极端的环境的时候，为了很好的保护风力发电机组不受到破坏，一般会提前对风机记性制动，一般是采取启动刹车系统，保证风机的叶片都回到最大桨叶角的位置。主要是风机在运行时的动态载荷是非常大远远超出了静止状态下载荷，因为在预报有极端恶劣的天气的时候，工作人员会预先对风机进行保护，保障风力发电机组的设备安全。
2.3风力发电机组的安全保护系统
在风力发电机组工作的过程中还需要对机组进行一定的保护，在风机运行的过程中都是采取自动化控制的，自动控制系统要保障发电机组在无人值班环境下的自动运行，并且将实时的监测数据信息上传给控制系统。其中可编程控制器是风力发电机组自动控制的核心要素，还包括了PLC、各种传感器、控制器和主要的执行设备，通过传感器的数据采集再上传到控制器中，通过计算处理下达给执行设备的下一步指令，从而保障风力发电系统的运行安全性。
3.风力发电机组运行安全控制的主要措施
3.1设备的检修
在风机运行过程各个设备的安全质量成为了关键，任何一个设备零配件中的可靠性出现了问题，都会影响到风机的正常运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这就需要对风机的各项设备进行定期的检测维修，要保障所有的设备零配件的质量过关，各项技术参数都达到了国家的技术要求，在检测的过程中及时的发现问题，有效的排除存在的安全隐患，有效的预防风机运行的风险出现。在检测的过程中还需要对各个设备的零配件之间连接部位进行一定的润滑和紧固，要通过主动预防来有效的提高风机运行的可靠性，这样才能有效的保证工作人员的施工安全和风电系统的安全性。在预报极端天气的时候，工作人员需要预先对所有的设备进行一次快速的临时检测，确保各个风机的运行状态可以抵抗极端天气的变化，并且在极端天气过后还需要对所有的风机和系统进行全面的检测，保障在极端天气过后各个风机组没有产生巨大的变化，还保持着之前的检测状态。
3.2风机安装质量的保障
在风力发电机组运行的过程中风机安装的质量直接影响到了风力发电的效益和安全，由于风机运行环境的恶劣，在进行风机安装的时候对紧固件的扭矩值要记性严格的把控，所有的设备结合部位在进行完成之后，还需要对连接部件电气线缆接头进行特殊的检查。因为在风机事故统计中绝大多数的风机是由于连接部门没有有效的进行连接，导致了风机倒塌的事故出现，并且在倒塌之后，由于电力系统的短路产生火花，最终形成了火灾，给风力发电系统造成了无法预估的损失。因此我们在风机安装的时候需要对施工的质量进行严格的控制，在安装施工时候还需要对所有的风机组进行质量的验收和检测，全面的保障风机发现组达到了实际的运行效果。
3.3数据监测的分析
在风力发电过程中很多数据信息的变化都会对风机的运行造成一定的影响，在风机运行过程中需要对工作环境的温度、风机的实际转速、电力功率的检测、并网电力数据信息的监测等。在风机高速旋转的过程中产生的机械能也是非常多，并且导致了叶轮的工作温度不断的升高。有可能出现异常数据信息的监测模块主要有发电机组的绕组线圈的温度、控制柜的温度、机舱的实际温度、三相电压、电流、电压等信息，在超出了预期的设定值时我们需要将数据信息及时的上传到控制系统中，并且及时的通过远程控制系统对一些设备进行有效的调控，防止安全事故的发生[1]。
4.风力发电的发展趋势
4.1机组单机容量持续增大
机组单机容量影响风能的利用效率和单位生产成本，如果将机组的单机容量提高，不仅有助于提高风能利用率而且有助于单位投资成本的降低，增加电场的规模效应，节约风电用地。纵观风电的机组单机容量，经历了600kW、750kW、1.5MW、2.5MW的发展阶段，相信以后随着技术的发展，机组单机容量将会越来越大。同时，海上风电的大容量机组也在快速发展，5～6MW机组已经商业化运行。
4.2结构设计向紧凑、柔性、轻盈化发展
风电设备设计时，结构设计紧凑、柔性和轻盈有助于运输和安装，加快施工进度，使其尽快投产见效。现阶段，风机加长叶片上使用新型复合材料，运用直驱动系统等能够实现风电设备的紧凑、柔性和轻盈化发展。
4.3大型机组关键部件性能逐渐提高
机组单机容量的提高，对风机设备关键部件的质量要求越来越高。如高压发电机、变流器、逆变器及风机桨叶等等都是风机设备的关键部件。随着研发的投入，大型机组关键部件性能逐渐提高。
结论：
简而言之，在我国电力系统中风力发电所占的比例逐渐的提高，我国的风力资源丰富，并且风力资源是可持续利用的清洁能源，因此风力发电逐渐得到了人们的认可，但是风力发电机组的运营安全和控制成为了一个问题，本文主要介绍一下我国风力发电机组运行安全的分析和主要控制措施[2]。
参考文献：
[1]梁宏.风力发电机组运行安全分析与控制措施[J].河南科技，2013，17：104-105.
[2]李鑫泉，胡建华，薛鹏，王晓刚.风力发电机组安全运行控制措施探析[J].中国高新区，2017，11：102.
论文作者:李立强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/4/1
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