摘要:为了提高风力发电机组的运行水平,对风力发电机组控制要点和运行维护技术进行分析非常必要,故而,结合实际,在分析风力发电机组控制内容的同时,详细解析了常见的运行维护技术,实践可知,在风力发电机组运行阶段中,合理的选择控制方式与运行维护技术,能够切实的将风力发电机组的运行能力提升。
关键词:风力发电;机组控制;运行维护;技术
风能是当前应用非常普遍的一种的清洁能源,应用范围也逐渐增大,风力发电机组的建设规模在不断的增大,机组控制和运行维护是主要的工作,其会关系到机组的运行稳定性和安全性。
1风力发电机组控制
1.1 定桨距失速风力发电
该技术最早出现在上世纪80年代,迅速发展成为主流技术,并且能够有效的处理并网、运行控制等问题,具体包含软并网、自动解缆、空气动力刹车等部分。在系统安装环节,桨叶节距角已经明确,机组转速会利用电网频率来进行控制,而桨叶的性能则会直接控制输出频率。如果现场风速超出额定值,那么桨叶会通过失速调节的方式把功率限定在合理的范围呃逆,通过叶片结构性能,在遭遇到大风之后,可以直接从叶片背后通过的气流造成紊乱的问题,造成叶片气动频率无法达到规定的要求,也会影响风能的获取,造成失速问题的存在。因为失速是非常典型的气动操作过程中,其产生的原因比较复杂,在风况存在不稳定的情况之后,就不能准确测定失速情况,该方面在超过MV级的机组中无法应用[1] 。
1.2 变桨距风力发电
从空气动力学的角度出发,如果风速超出规定的要求,就会利用气流的变动和桨叶节距的改变可以调整机组转矩参数,可以使得系统输出频率更加的稳定。利用改变桨距的方式能够保证输出功率变动曲线达到平滑度的要求,在阵风的影响之下,基础、塔筒、叶片冲击比较之以前的失速调节相对较小,可以有效的减少施工材料的使用量,还能够降低机组总重。但是这种方法也存在明显的缺陷,那就是要制定出完善且复杂的变桨距的结构,能够及时掌握阵风变化情况,可以有效的防止风力波动过大而出现的功率脉动问题。
1.3 主动失速/混合失速发电
该技术是将上述两种技术融合之后的产物,在低风速运行之下,利用改变桨距的方式来有效的提高气动效率,在风机功率达到额定参数的要求之后,可以根据变桨距调节相反的方式来进行数据调节。这种调节方式会直接改变叶片功角参数,会导致失速现象深度,进而使得功率输出达到平滑度的要求。所以这种方式集合了上述两种技术的优势,可以满足实际操作的需要。
1.4 变速风力发电
变速运行的方式,就是叶轮随着风速的变化而改变其旋转速度,确保叶尖速比处于最佳范围内,可以保证风能利用系数最佳。与其他风力发电机组的方式对比分析,这种技术可以将低速运行中通过风速来控制,可以获取最大的风能,在高风速运行的条件下可以使得能量的使用更加柔性,确保输出功率稳定。
1.5 智能控制
风力发电系统中的控制策略是非常关键的,按照不同的控制器可以分成如下几种: ① 根据数学模型来建立控制策略,这就是传统的控制策略方式; ② 利用智能技术来进行控制策略的制定。因为空气动力学的控制存在不确定性,并且内部电子结构组成复杂性较高,所以机组就会成为复杂多变的组成系统,在正常工作中容易受到环境因素的影响,导致系统的工作无法正常工作,所以无法应用数学模型来描述出来,从这个角度出发,传统的控制策略也就无法满足实际使用的需要。因为只能控制可以从根本上有效的处理参数时变和非线性的问题,因此,智能控制就成为目前风机控制的主流方式。
2机组运行维护技术
2.1 日常维护检修
目前的风力发电机组的运行维护主要是利用远程、现场等方式来完成。
远程维护方式就是利用风力发电机组的远程控制模块来确定故障问题,并且采取措施进行处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前的远程控制主要是进行电网电压、温度、网速适应性等方面的远程复位,也可以通过自动化控制来进行复位。远程控制系统可以准确的掌握系统运行的数据信息,然后将风况数据、功率等进行收集和整理,给管理人员提供重要支持,可以有效的开展远程维护。同时,系统还需要实现机组故障分析与处理,缩短停机时间,切实提升机组效率。
而定期检修和日常维护以及故障处理都是在风里发电机的现场来完成的。定期检修的工作就是要间隔规定时间来进行各个连接部件的力矩、润滑性方面的检查,如果存在问题,要及时进行维护和修理,保证系统可以正常工作。日常维护要对风机内外结构部分检查和维修,保证其不会存在任何的安全问题,确保系统运行的安全性、稳定性达到标准的要求。
2.2 故障处理
风力发电机在安装之后,需要经过长期的运行,而系统结构的规模较大、高度高,所以进行维修管理的工作难度比较高。如果在日常管理中没有及时发现故障问题,会从小问题逐渐发展成为大故障,最终影响机组正常工作。基于此,管理人员要进行机组故障检修。具体包含如下几个方面。
一是状态检修,日常维修工作中,要准确掌握其系统的运行状态,如果存在故障问题,要立即采取措施进行处理,这是保证设备正常运行的重要性工作。
二是预防性检修。根据目前的风力发电机组的运行技术和规律要求,对于各个结构部分进行定期的紧固、调整、修复、更换工作。预防性检修主要是处理一些小故障问题,并不会大范围内进行更换或者检修。
三是故障维修。在发电机组的大型部件、电力系统等结构存在故障问题之后,系统就无法正常的工作,这就要会大量的部件、模块进行全面检查和更换,这种检修的工作量大、任务中,维修成本也比较高,还需要加强管理和控制,以保证设备可以正常的运行。
此外,故障维修阶段,一般都要进行必要的改进检修处理,也就是说在系统出现故障问题之后,对于存在的硬件缺陷、设计缺陷、系统协调性差等问题进行改进研究,可以有效的提升整体结构性能,保证设备可以正常的工作,从根本上降低故障发生率。
2.3 防雷维护
风力发电机组的安装高度一般都比较高,并且处于视野开阔的地区中,每台设备的高度达几十米甚至上百米,所以容易受到雷电的侵害。因此,机组设备的运行阶段需要采取必要的防雷保护工作,这是机组维护的主要工作。
现代防雷技术体系水平比较高,可以满足防雷的需要。在进行风力发电机组的防雷保护过程中,应该设置综合性保护体系,其中包含外部、内部两个系统。在设备中应该根据需要安装接闪器、引下线、接地系统、屏蔽系统等。加强技术维护,保证硬件和软件都能够发挥出其重要作用,可以确保防雷效果达到要求,确保风力发电机组的运行安全性。
在风里发电机组的运行维护阶段,要考虑到风力发电机组的特性来进行。风力发电机组主要是由大型钢构部件所组成,一旦受到雷击的危害,结构电位会瞬时上升,机组内部会存在上万伏的电压,所以需要设置共用接地体,以保证其结构性达标,这是重要维护工作。
3 结语
风力发电是当前电力能源系统中非常重要的一部分,能够使用风能来发电,具备非常高的清洁性,满足人们用电的同时也不会造成任何污染,与人类的节能环保理念是符合的,所以还需要加强风力发电机组的运行和维护,提升系统运行效果,促进人类的发展和进步。
参考文献
[1]李伟.风力发电机组接入系统的几个问题[J].新疆电力技术. 2008(01).
[2]赵建辉.风力发电机组控制技术的研究[J].科技风. 2019(03).
[3]韩俊峰.风力发电机组试验平台研究[J].农村牧区机械化. 2018(06).
[4]胡兴.浅析风力发电机组定期维护管理[J].科技创新导报. 2019(10).
[5]范红星.浅析风力发电机组定期维护管理[J].山东工业技术. 2018(03).
论文作者:邵启蒙
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/7
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