(甘肃汇能新能源技术发展有限责任公司 甘肃兰州 8459160)
摘要：为响应国家环保政策，促进绿色能源发展，综合推广风电行业进步。本文基于笔者多年工作经验，就风电场运行与检修维护管理展开相关探讨，为同行提供建设性意见。
关键词：风电场；运行；检修；维护
1引言
随着社会的进步与人类的发展，清洁能源已经成为未来人类生产生活的首选。在我国，近年来相继出台“煤改气、水十条”等方针与政策。可见国家对新能源发展的迫切。风电作为我国重要的可再生能源，也是我国目前最成熟的一种新能源发电技术，因此在实际应用中得到了更广泛的应用。我国幅员辽阔，海岸线相对较长，所以其他国家的风力资源也占有一定的优势。风电在一定程度上也是间接利用太阳能资源，开发过程中占用土地少，污染少，但储量大，所以现代许多国家实施可持续发展战略是一个重要环节。本文基于笔者多年工作经验，就风电场运行与检修维护管理展开相关探讨，为同行提供建设性意见。
2风电场的生产特征
风能是典型的可再生能源之一，在未来是化石能源的主要替代品。近年来，随着我国风电利用能力的提高和相关风电设备的成熟，加之政策导向与行业扶持。全国各地的风电场不断涌现，风电机组规模不断扩大。面对风电机组规模和数量的不断增加，随着运行时间增长，设备故障率也逐年增加，随之而来的就是风电机组维护成本的上升。据相关数据统计，许多风电场机组的维护成本已达到总成本的十分之一以上。因此，为了保证风电机组的稳定、安全、经济运行，通过大数据分析与连续性在线研究风电机组的运行特性及状态检修势在必行。
风电机工作原理是：风电机组通过风轮将风能转化为机械能，再利用主轴、齿轮箱等传动系统和发电机将机械能转为电能。风力发电机 组一般设在距离地面50至120米的高空，工作环境恶劣，机组的受力 情况比较复杂。桨叶的转速由风速决定，不稳定的风速致使叶片受到的冲击力度不断变化，然后传递到其他各个部件，尤其是风轮以及刚性链接的主轮、 齿轮箱、发电机等容易出现故障 。
目前，我国绝大多数风电场都处于风能密集区，这些地区每年盛行风超过半年。所以该地区的风电占了本地电力的四分之三以上，即使没有风，也不缺电。在风电场的生产运营方面，风电场正式投入运营的主要运营成本包括折旧成本、人工成本、银行利息、维护成本等。其中，维护成本最为突出，也是开源节流最容易实施的。
3风场场管理特征
1、风电场的位置偏远，因为我国风力资源分布到负荷中心距离远，网架结构是非常微弱的，这使得风力发电的电网输电能力在一定程度上限制效应传递到外面，在大规模发展风力发电的情况下，仍然需要建立配套的风电送出工程，同时也应对电网建设应当加强。
2、风力储能非常小，由于风电存储成本较低，故其容量较大，存储容量不足，使整个电网都能接收到功率调节输出功率。
3、风能密度小，当风的能量密度小的时候，风力涡轮机的风力涡轮机比涡轮要大几十倍。
4、风的稳定性是由于风能是程序的能量，风向和风速经常变化，风力发电机很难进行控制和调节，所以风力涡轮机的形成是随机变化和波浪发电的。
5、风力发电机组的效率较低，风力发电机组的最大效率为60%左右，但实际效果较差。统计数据表明，垂直轴风力机的最大效率在30% ~ 40%之间，而水平轴风力涡轮机的最大效率在20% ~ 50%之间。
6、由于风力不可控，增加了电网调度难度，所以不能按照负荷大小调度，对电网调度施加压力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，大多数风力发电机都是无人看守的。
4风力发电机故障检修与处理
风电机组故障检修是风电机组检修的重要组成部分。由于风力涡轮机的特殊位置，它们通常位于离地面50米至120米的高空中，由于风力的长期影响，无法在任何时候进行监测。一般来说，风电机组的维修是在风电机组运行3年后进行的，这使得一些简单的故障在没有有效预防和处理的情况下迅速扩大，最终导致风电机组正常运行效率受到影响。以下根据笔者经验阐述常见风力发电机故障检修与处理如下：
（1）如若风轮运转过程中异响，则可逐步检查叶片是否开裂或内部有异物、机舱罩是否松动；风轮轴承座松动或轴承是否损坏；增速器或齿轮箱轴承是否松动或损坏；制动器、发电机、联轴器松动情况或完整性。相应处理措施：检查叶片是否有开裂；对机舱罩的螺栓进行紧固处理；重新调整风轮轴和增速器的同轴度，并紧固固定螺栓；当轴承已经损坏时，则应更换轴承，并对轴承底座进行重新安装；更换轴承及油封后，将增速器重新安装；重新固定制动器及调整刹车片间隙。调整发电机的同轴度并将紧固螺栓紧固牢靠。若联轴器损坏则需更换联轴器。
（2）当风量超过额定风速时，但风轮未达到额定风速时，发电机无法输出额定电压，故障可能是由于：发电机转子与定子之间的接触摩擦；助力轴承或转子轴承故障；制动盘半制动状态是由制动回路弹簧失效引起的。微机调速故障；可变螺距轴承损坏；变距同步器损坏。相应处理措施：调整或更换叶片以引导风向；检查传动系统卡滞位置并采取相应措施消除卡滞现象。液压传动变螺距油缸发生堵塞或漏油时，更换油缸或解决漏油问题；发电机轴承损坏的，直接更换；发电机轴承是弯曲的，转子被删除，以矫直或更换。更换弹簧，调整刹车片间隙到合适的距离；检查微机输出信号，排除控制系统故障；检查并更换速度传感器；更换轴承；更换或修理螺距同步器。
（3）调向不灵或不能调向，常见原因为：偏航刹车片阻尼太大；调向电机失控或带病运转或其轴承坏；风速计或测速发电机有误；微机指令有误，调向失灵。相应处理措施：调整偏航制动液压系统的压力，满足运行要求；更换损坏的起动电机电控设备或电机轴承；对于电机定子部分的电路问题，需要检查和重新接线，以避免短路或断路。越来越糟的叶片；清洗转盘轴承的灰尘和油渍，更换油封；如果转盘轴承坏了，应彻底检修并更换所有轴承和润滑油；检查偏航控制模块和程序是否正常、损坏，及时更换和修改错误的程序。
5结语
风电机组故障检修多为离线检修或定期检修。这种维护方式不能及时有效的发现故障，也缺乏生产期间连续性参数对比，不仅增加了维护时间和物料成本，又浪费了人力资源，增加了风电场务工诱发的经济损失。在线检测诊断系统的研究与开发一直受到国内外学者的关注，当前依托计算机技术与人工智能的发展取得了长足的进步。但大规模市场化仍然需要经历时间的验证。
参考文献:
[1]张俊妍. 1.5兆瓦风力发电机偏航系统故障分析及解决措施[J]. 科协论坛(下半月), 2010(6):33-33.
[2]史超. 直驱风力发电机机组常规巡检和故障处理措施研究[J]. 工程技术:文摘版, 2016(8):00318-00318.
[3]徐月华. 空冷式风力发电机冷却风机故障处理研究[J]. 民营科技, 2014(6):5-5.
[4]呼和, 郭继旺. 风力发电机故障检修与处理[J]. 科技风, 2015(11):123-123.
[5]潘涛. 试析风力发电机故障检修与处理[J]. 建筑•建材•装饰, 2015(18):188-188.
论文作者:雷强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：风电论文; 轴承论文; 机组论文; 风力论文; 发电机论文; 风轮论文; 涡轮机论文; 《电力设备》2018年第21期论文;