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摘要：大多数的风力发电机的运行环境极为恶劣，加之长期工作在野外，导致其故障、停电等运行过程中存在的问题的同时，也因其安装质量和技术缺陷的风电事故造成。在风力发电技术的逐步发展，在中国的风力发电机组安全运行的背景下越来越受到人们的重视，只有采取有效的措施来控制风机的运行，以保证风机的安全运行，减少安全事故的发生。
关键词：风力发电机组；运行安全；控制措施
引言
目前，中国的风力发电具有一系列的安全问题，当风机故障或闪烁，断电，风力涡轮机可以保护自己，造成了一定的影响，对电网的安全运行。新型风力发电系统的应用，可实现风力发电机组的安全运行。但在风机运行过程中，应做好数据分析和监测工作，加强对风机设备的定期检查，处理风机运行安全的特殊条件。
1主要结构及原理
风力发电机组由大部件和控制系统组成，大部件包括叶片、轮毂、齿轮箱、发电机；控制系统包括风机主控制系统、变频器控制系统、变桨控制系统。其中，叶片利用夹角的改变获取风能并将其转化为动能，带动低速轴旋转，齿轮箱将转速放大，通过高速轴传递到发电机，当风速大于切入风速时，风机各系统检测正常，发电机转速逐渐增加，达到并网转速1300r/min时主控系统发出指令到变频器，变频器开关吸合，给发电机转子侧送入励磁电流，并通过调整该励磁电流参数达到并网的要求，在这个过程中，风机始终需要电网经过箱式变压器提供690V电源，以供控制系统工作。
如果电机转速下降到1300r/min以下或是需要停机时，主控系统就将断开并网开关的信号传递给变频器，变频器控制系统则使电网断开，叶片角度回到停机位置。在对风力发电系统的运行控制过程中，为了实现风力发电机的最大功率跟踪，研究人员对Boost变换器进行了一系列的相关控制研究。
2风力发电机组的运行安全分析
风机以风为主动，保证长期风叶轮，将风能转化为机械能，由发电机带动机械能转换为电能，实现动力输送，这是风力发电机组的主要工作原理。风力发电机组需要长期在野外运行，工况极为恶劣，自然不能控制风，风机轴承会导致不同类型的复杂负荷，当外界条件发生变化时，对风力机的安全运行构成严重威胁。风力发电机组作为全天自动运行设备，在运行过程中能实现自我控制，符合状态检测、自动运行和无人值守的要求。
从风力机控制系统的角度来看，核心是可编程控制器，控制器、传感器、PLC和其他执行器构成控制系统。感测信号充分反映风力发电机的工作状态。一旦指示器发生变化，控制器将发出指令来控制PLC在处理过程中。因此，风力发电机组的控制系统与运行安全密切相关。
为了实现风力发电机组的安全运行，不仅可以利用风力发电机组的控制系统，还可以在系统的常规运行中提供安全连锁系统，本系统主要采用单回路结构。当机组发生故障时，电网出现异常、极限风速、变桨距等故障，可自动断开线路，保证风机机组的安全运行。。
3新型风力联合发电系统设计
本文提出一种新型风力联合发电系统，以保障风力发电机组运行安全。该系统是太阳能与风能联合发电系统，由计量装置、风力发电机、逆变器、光伏组件、并网控制器、系统控制器、蓄电池共同组成，计量装置、逆变器、蓄电池与并网控制器需要连接起来。
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该系统中的控制器包含单片机、电压采样模块、BUCK电路及电流采样模块，其中BUCK电路包含开关管Q2、电阻Ｒ、电容C、开关管Q1、二极管D1及电感L，电感L一段连接二极管D1负极及开关管Q1源级，电阻Ｒ与二极管D1正极相连，电容C的一段与电阻Ｒ另一端相连，电感L与电容C另一段相连，蓄电池两端与电压采样模块并联，提供时与单片机相互连接，电流采样模块与单片机与电阻Ｒ相连，开关Q1的栅极与单片机相连，光伏组件正极与风力发电机正极分别与开关管Q1漏极相连，二极管D1负极与开关管Q2漏极相连，二极管D1正极和源级相连，光伏组件负极、风力发电机负极与二极管D1正极相连，单片机分别与过放保护继电器K2、过充保护继电器K1连接，蓄电池间与电感L间连接过充保护继电器K1，负载与蓄电池间连接过放保护继电器K2，负载包括交流负载与直流负载，开关管Q1与Q2全部是MOSFET管，BUCK电路包含储能电容Cin与二极管D2，储能电容Cin与开关管Q1漏极间连接二极管D2负极，光伏组件正极、风力发电机正极与正极相连，触摸显示屏与警示灯与单片机相连。借助该系统，能够有效控制风力发电机组运行，在给蓄电池充电的状况下，能够点跟踪最大功率，实现资源有效利用，给予蓄电池过放保护与过充保护的状况下，确保风力发电机组安全运行。
4风力发电机组的控制措施分析
新型风力发电系统的应用，保证了风力发电机组的安全运行。从目前的角度来看，风力发电机组在电气控制、材料选择和设计方面取得了重大突破，但仍不能避免机组事故，因此需要采取有效措施控制风力发电机组。
4.1要做好设备定期检修工作，并加大巡查力度
在风力发电机组的运行中，控制系统的硬件和软件都能保持良好的状态，直接影响到控制系统各项控制功能的实现。因此，有必要对硬件和软件进行周期性的维护，保证各技术参数的合理设置，消除设备的隐患。此外，还要进行维修工作，如定期紧固配件和定期润滑。并在检修和检查过程中，严格遵守安全操作标准和程序，确保风机安全和人员操作安全。
4.2控制风机安装质量
风力发电厂施工过程中，要控制紧固件的扭矩，特别是风机对各电缆接头和无连接紧固件的检查，直接影响线路因发生假连接而引起火灾和倒塌事故。然后，增加风机运行数据监测与分析。数据监测主要包括电网数据监测、电力监控、速度监测和温度监测等。通过温度控制柜、分析三相电压、功率、频率、温度、电机绕组温度等相关信息，监控和判断加上风力发电机组的运行状况，发现报警信息和运行参数信息可以直接传递给主控制器，实现远程控制。
4.3做好特殊情况危险处理工作
雷雨闪电和气候变化对风机造成了一定的威胁，因此，需要设置的传导系统，接收雷电过电压保护等保护措施，检查接地系统，确保防雷的有效预防。风力发电机组运行时，风速过大，超出了安全工作的实际范围，要求有关人员不得靠近风机。当风机在湿或冷状态下启动时，在开始试验之前，必须检查其绝缘设施。
结语：
无论是双馈异步型还是直驱型风力发电机组，都需要及时维护，只有不断对比和摸索，在原有技术规程的基础上总结和提高，严禁凭经验操作，这样才能真正掌握风电机组的运行原理，根据实际情况制定合理的维护计划。既然安全事故可以杜绝，那么能够导致风机停机的故障也可以在工程技术人员的不懈努力下预防其发生，风机的可利用率方能提高，风力发电技术才会逐渐成熟，造福人类。
参考文献：
[1]刘其辉，张二宝.变速恒频风力发电系统运行与控制研究[D].浙江大学，2005.
[2]孙春顺.风力发电系统运行与控制方法研究[D].湖南大学，2008.
[3]房泽平.独立运行小型风力发电系统功率控制技术研究[D].内蒙古工业大学，2007.
[4]安艳丽.风力发电运行价值分析与研究[D].河北农业大学，2011.
[5]任丽亚，张建东.风力发电对电力系统运行的影响[J].中国科技信息，2007，02：28-30.
论文作者:张巍
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/7
标签：风机论文; 风力发电机组论文; 系统论文; 正极论文; 控制系统论文; 风力发电论文; 负极论文; 《基层建设》2017年第29期论文;