摘要：随着化石能源的不断消耗和人们环保意识的不断提高，风力发电将会起到更加重要的作用和地位，而风力发电机组是风力场发电的核心设备，掌握发电机组的故障检修的策略是保证风力场正常、稳定发电的基础，因此，技术人员应该在现有的检修策略的基础上，进一步研发出更有效、更合理的风力发电机组检修策略。基于此，本文就风力发电机组的检修策略进行分析。
关键词：风力发电；发电机组；检修策略
风力发电机组的技术密集度以及自动化程度较高，是一种十分典型的机电一体化设备，整个机组的仪器设备众多，任何一个部件出现问题都有可能会导致机组停止运行，严重危害电网的安全稳定、发电厂经济利益和电力用户正常生活，因此风力发电机组的稳定运行至关重要，维修及保养是延长机组使用寿命、确保机组安全运行的有效手段。
1 风力发电机组主要分类
1.1 基于失速型的风力发电机组
基于失速型的风力发电机组种类较少，现有的主要包括两种，即定桨距失速型和变桨距失速型等两种。在这两种类型中，定桨距失速型主要利用风轮叶片的失速作用，来实现对风力发电机在风力较大情况下的功率进行准确控制，然后，利用该型机组上的叶尖扰流器对极端情况下的停机问题进行控制。对于变桨距失速型，其发电机组则与定桨距失速型存在差异，主要通过低风速下的桨距角来实现对输出功率的控制，在高风速情况下则利用叶片桨距角的改变来对功率输出进行控制。
1.2 双馈变速恒频型风力发电机组
该类型的风力发电机组能够实现风力对叶片桨距角的调节，还可以采用能够变速的双馈性发电机，实现对恒频恒压电能的输出。如果风速低于额定速度，该类型机组能够利用转速和叶片桨距角的改变，来保持发电机组的正常运行的同时确保其达到最大的输出功率；在风速高于额定速率时，可以利用叶片桨距角的改变，将发电机组的功率控制在额定的功率。
1.3 直驱型性风力发电机组
该类型发电机组是一种不带齿轮箱的变桨距变速发电机组，其中的风轮轴能够与低速发电机直接相连接。所以，在使用中，该类型的发电机组需要采用全功率变流器。
1.4 混合型的风力发电机组
该类型的发电组中包含有单级齿轮箱以及中速发电机，可以认为是直驱型和传统型的混合类型。在使用中，该类型的发电机组也需要采用全功率变流器。
2 风力发电机组的故障特点
在对风力发电机组进行故障维护以后，首先应该对相关的故障特点加以认识，充分的考虑到各种情况。因为在同一个风电场内，对于同型号的发电机组，一年内出现的故障种类不会过多，经过初步的统计，大致上都处在20种部件故障的范围内。并且在部件出现故障以后，基本上不会出现从属故障。所以一旦出现从属故障，那么基本上可以判定是因为机械故障引起的，从安全性的角度进行考虑，相关工作人员需要在低负荷率的情况下进行检修，但是很多情况下，都是风力发电机组出现十分严重的故障时才能发现，这些故障在巡检的过程中是无法被及时的发现的，这样一来，要想得到检查的结果，就需要采用振动频谱的方式进行分析，并且在主传动系统出现故障以后，还会引起其他故障的出现，如果对其进行维修，通常需要很长的一段时间，并且维修的费用也相对较高。
在一个风电场中，通常都包含很多的发电机组，少则十几台，多则需要几百台，所以在出现故障以后，大多都比较集中。并且呈现出同类化的特点。在这种情况下，可能一个时期的故障是一样的，而另一个时期的故障又是另一样的，并且其故障率呈现谷峰曲线组合的发展趋势。也就是说，在刚刚投入使用的发电机组中经常会出现故障，但是在应用半年以后，故障率就明显的降低了，在随后的工作中，一旦某个发电机组出现故障，那么故障率又整体呈现出上升的趋势，通过上述的故障特点可以看出，采用合理的措施对故障进行维修或者是检查是十分重要的，这有助于今后发电机组工作的顺利开展。
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3 风力发电机组故障检修策略
3.1 预防性检修
所谓的预防性检修即是指按照预先制定的周期，定期更换发电机组的内部构件或者对机组进行重新地局部紧固、调整，该检修策略主要是将风力发电机组的各个构件的工作状态调整到标准状态。其中预防性检修的工作核心是首先找到造成机组重复性故障或者生产损失的本质原因，并及时地清除。然而，在进行检修时，要尽量地进行规模较小的构件拆除，根据理论可知，如果在风力发电机组的某一个构件的寿命期没有开展主动检修或者重新更换，机组内部的大部分部件将仍正常、稳定的运转，将会有效地降低故障发生率。
对于构件体积较小，但是损坏了可能将导致其它的从属损坏，或者损坏需要较长的修复周期的构建，就应该定期地在弱风期进行重新更换，还应该把拆卸下来的构建进行检修保养，以便下次更换使用。对于塔尖、向叶片这些构建，就必须定期检修保养。通常塔尖按照外表的腐蚀程度进行修补，叶片每2就需要进行一次彻底地检修保养。
3.2 设备状态检修
设备状态检修即是在设备状态评估的前提下，按照设备的日常监测、状态监测和诊断提供的数据信息、进而为准确判断机组的运行状况，然后分析出机组设备存在的故障，并及时地采取相应的措施进行有计划性地检修。其中，风力机组状态检修需要运用到多种手段，主要的辅助手段包括油品在线监测、振动在线监测以及热成像检查、内视镜检查、定期化检等。可以说，风力发电机组状态检修是设备检修方法中效率最高的一种途径。运用状态检修能够能够及时地立交机组的故障状况并快速解决，进而增加机组的利用率和完好率，提高风力发电机组的检修工作质量和降低各种费用，这样设备的损坏就不会给电能造成较大的损失。
3.3 改进性检修
进性检修即是指对发电机组的频发障或先天性缺陷进行检修。通常当发电机组投运不久后，各个构件之间的协调性足、设计上存在的缺陷等问题均将一一出现，还有些构件还没有通过长期的严重直接进行大面积地推广应用，这就大大增加了构件的故障发生率，此时就可以选择运用改进性检修策略，从故障发生源上解决故障发生率高的问题。
3.4 故障检修
故障检修即是指当发电机组出现故障之后再展开检修工作。该检修策略通常需比较长的检修时间，其检修的工作量比较大，需要更换很多的内部构件，其维修费用比较高，容易导致事故的进一步扩大，因此这种检修策略一般只用于灾害性的机组故障，比如各种通讯模块、驱动模块、PLC、功率元件。IGBT等关键构件损坏时的检修。
3.5 做好风机易损件的记录整理
风电机组维护保养过程中还需要做好检修记录工作，汇总当天的检修内容及检修结果，填写相关检修报告、进度表等，对于检修过程中出现的问题及时反馈、迅速处理，提高检修工作的效率。此外，对于经常出现故障的部件及容易损伤的零部件应汇总记录下来，易损件汇总报告中应包括系统分类、机组型号、易损器件名称等，比如偏航系统，GE1500sle、AW1500及WD750型机组中易损器件主要有风向标、解缆开关、排行刹车、偏航电机刹车等等，后期检修中，检修人员根据这些资料可以划出检查重点，同类型故障能够迅速地大致确定故障原因，一定程度上可以缩短检修时间，提高检修工作的效率。
结束语：
总之，随着风电机组的不断发展，机组的故障诊断技术也在不断发展，各种诊断技术的相互融合，优势互补是保证故障诊断准确有效的方向，成熟良好的诊断技术应用在风电机组中，必将推动风电事业的进一步发展。
参考文献：
[1]浅谈风力发电机的维修与保养[J]. 李孟友.科技资讯.2016（26）
[2]浅谈风力发电机的应用与发展[J]. 肖斯瑶.科技展望.2016（28）
[3]风力发电机组的检修策略研究[J]. 刘井峰.科技展望.2015（23）
论文作者:李威
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/12
标签：机组论文; 故障论文; 风力发电机组论文; 构件论文; 策略论文; 叶片论文; 状态论文; 《电力设备》2017年第32期论文;