摘要：随着社会不断的发展，风电机组电气不断的进入使用，给社会带来了很好的效益，同时也取得了相应的经济效益。因此，关于电气和控制设备在风电机组中的检修研究具有重要的意义。本文首先对控制系统故障检查思路进行了概述，详细探讨了风电机组电气与控制系统设备检修以及风电机组电气控制部分面临的挑战，旨在增加风力发电效率及合理性。
关键词：风电机组电气；控制系统；设备检修
随着国家可持续发展战略的不断延伸。在能源电力行业，新型太阳能发电与风力发电提上了发展日程。尤其是成本低、收益大的风电装机容量正在逐年提升。随着装备制造业的进步，风电固定设备质量已经经久耐用。
但电气控制特别是智能化控制技术还相当落后，主要表现在电气控制系统设计与维护方面。基于此方向，本文收集国内大型风电厂检维修记录。首先通过大修和不正常生产事故案例着重分析电气与控制设备缺陷，然后方向研究设计原理深入分析缺陷根源，最后从终端用户需求与使用人员素质两方面分别提出相关设备制造与使用培训要点。为行业发展提供有效支撑。
1 控制系统故障检查思路
对于控制系统是风电机组的大脑神经，对风电机组所有的设备都能正常的运行，对新员工的培训应该多提供控制系统和实际操作工作开始，加快对新员工的安全和检修技能进行培训，让她们能在短时间内全面掌握风电机组故障处理能力。风电机组控制系统主要是由plc主机、plc通讯模块、安全链接模块、数字输入DI、数字输出DO模块和模拟输入模块AI等专用模块组成，通信模块通过某种通许协议plc主机的指令和设备状态信息进行传输，使相应的电气设备工作在要求的状态下。
风电机组安全链回路是保障机组安全运行的重要回路，有多个节点采取串联回路链接而成，只要回路中有一个节点断开，安全链便发出指令让风电机组马上紧急停机，从而避免安全事故的发生，从逻辑上看安全链的各个环节是相互关联的，只有安全链各个逻辑量是一，机组才能正常的运行。在风电机组发生故障之后，现场检查的方法也就没有那么顺利，对设备的维修检查对新员工来讲，他们对设备的认知往往是局限的，没有连贯性和系统性的认知，所以对新员工的培训非常有必要，也是对控制系统维修的重要方法，进而确保风电机组电气运行的安全性和可靠性。
2 风电机组电气与控制系统设备检修分析
2.1强化风电机组电气系统分析
作为影响风电机组稳定运行的重要因素，风电机组电气故障的快速排除是对控制系统设备维护的重要保障，针对电气故障快速排除需求，控制系统设备维护部门应强化对风电机组电气系统的了解与分析。以对电气系统的了解为基础提高电气系统故障的诊断与排除能力。在对风电机组技改过程中，也要针对电气系统的技改情况进行了解与分析。根据发电机组电气系统技改的实际情况、设备情况等分析故障易发点，并对易发故障的故障现象进行分析。通过这样的方式使设备维护人员能够在风电机组电气系统故障发生时及时根据故障表现诊断故障点，为快速排除故障奠定基础。
2.2加强风发电机组电气系统运行
为了切实了解风电机组电气系统的实际运行情况，了解电气系统零部件使用情况，为故障诊断与排除奠定基础，控制系统设备维护部门还应加强风电机组电气系统运行记录的管理。通过对机组运行记录的严格管理、对电气系统相关运行参数的有效记录，使设备维修人员能够在故障发生后通过不同的记录了解故障前的运行情况与异常信息，为快速判断和确定故障点奠定基础。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，通过养护记录、零部件更换记录还能够使电气维护人员在故障发生时及时对照记录确定是否由易损零部件使用寿命到期引发故障，为提高故障诊断效率、减少电气系统故障对机组运行的应用奠定基础。例如：在风电机组电气系统故障发生时，电气维护人员应首先对故障现象进行观察，并对照故障现象分析故障点。与此同时，查抄相关运行记录、设备零部件更换记录，通过分析对比确定故障点，并进行故障排除。
2.3以科学的管理方式提高控制系统设备检修
根据风电机组电气系统的组成，其常见故障主要集中在风电机保护、变压器保护、调节装置、高压线路保护等方面。结合我国风电机组电气系统故障维修水平、人员维修技能与经验可以看出，控制系统设备维护部门已经具有了相当高的电气系统故障排除能力。但是，受传统管理理念以及设备维修基础操作管理等因素影响，风电机组电气系统故障维修质量对故障的发生有专业重要的影响。因此，风电机组电气故障维修必须以科学的管理方式、严格的维修操作管理实现电气故障维修质量的提高。避免电气故障维护工作造成的安全隐患，为提高电气系统使用寿命、提高系统稳定性奠定基础。
3风电机组电气控制部分面临的挑战
可再生能源特别是风能的开发利用已得到世界各国的高度重视，尤其是 20 世纪末发展起来的变速恒频风力发电技术，它用双馈电机代替传统的异步电机或同步电机，不但使风电机组的单机容量不断扩大，也提高了电力系统调节的灵活性，改善了风电机组并网特性，从而延长了风电机组的运行时间，提高了风电机组的运行效率。
国内关于风电机组控制部分的研究成果主要是针对单台风电机组而言，并没有考虑风电机组并网后与电网的控制、协调问题。根据双馈发电机灵活的无功调节特性，以实现风电机组优化运行及提高电压稳定性为目标，确定风电机组并网的分段分层控制策略。该策略中按风速将风电机组的控制分为2个阶段，即低风速的最大风能追踪阶段和高风速的恒功率运行阶段；在与电网的控制、协调中采用分层思想，首先依据电网结构、风电机组优化运行功率特性、风电机组无功控制方案完成对风电机组电气部分控制参考值的整定，并在此基础上以双馈发电机定子磁场定向矢量控制为前提，实现对控制参考值的跟踪。为验证该控制策略的有效性，本文以北方某风电场及其接入系统为例，对风扰动和系统侧无功负荷突变情况下风电机组并网后的运行特性及电网中关键节点的电压特性作了相应仿真。结果表明该控制策略不但可实现单台风电机组的优化运行，还能发挥双馈发电机的无功调节能力，使风电机组能参与电网的无功调节，缓解电网的无功压力，提高风电机组和接入系统的电压稳定性，从而实现全网的无功优化运行。
4 结束语
综上所述，电气和控制设备在风电机组中的检修研究对风电机组的稳定运行具有重要的作用。因此，必须进一步加强电气和控制设备在风电机组中的检修，这样才能增加风力发电效率及合理性，也是我国可持续发展基本国策的体现。
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论文作者:张世杰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/18
标签：机组论文; 风电论文; 电气论文; 故障论文; 控制系统论文; 设备论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第17期论文;