摘要：在我国电力系统中风力发电所占的比例逐渐的提高，我国的风力资源丰富，并且风力资源是可持续利用的清洁能源，因此风力发电逐渐得到了人们的认可，但是风力发电机组的运营安全和控制成为了一个问题，本文主要介绍一下我国风力发电机组运行安全的分析和主要控制措施。
关键词：风力发电机组；安全运营；控制措施
大多数风力发电机组运行的环境极其恶劣，加之长期在野外运行，导致其在运行期间出现故障、停电等问题，同时，还因安装质量及技术缺陷，引发风电安全事故。在我国风力发电技术逐渐发展的背景下，风力发电机组安全运行受到越来越多的重视，只有采取有效措施对风力发电机组运行进行控制，才能确保风力发电机组安全运行，减少安全事故的发生。
一、风力发电机组的介绍
风力发电主要是利用风力资源吹动风机，促使风机开始旋转，在风机旋转的过程中利用电磁感应的原理，将风机的机械能转化为电能，最后将转化的电能经过变压器的电压调控再并入到国家电网中，输送到各个地区达到使用的目的。在风力发电机组进行工作的时候，为了保证风力发电的频率保持稳定，在我国并网型的风力发电机组运行系统中主要使用的是恒速恒频和变速恒频两种设备。在我国过去的风力发电机组运行中主要使用的是恒速恒频的技术，随着我国风力发电技术不断发展创新，目前采用的是变浆距的一种技术，它可以实现叶轮的转速随着风速的变化而产生一定的变化，并且利用变流的技术对发电机的转矩记性控制，保障了风力发电的输出频率恒定，由于变速恒频技术的巨大优势，我国目前大多数的风力发电机组并网系统都是采取的该技术。
二、风力发电机组的运行安全分析
风机借助主动对风方式，保证叶轮长期处于迎风状态，将风能转化成机械能，由驱动发电机转化机械能为电能，最终实现电网电能输送，这是风力发电机组工作的主要原理。风力发电机组需要在野外长期运行，工作条件极其恶劣，人为无法控制自然界风能，导致风力发电机组承受不同类型复杂载荷，一旦外界条件发生变化，给风力发电机组运行安全造成严重威胁。风力发电机组作为一个全天性自动运行设备，在运行期间能够实现自我控制，且与状态检测、自动运行及无人值守需求相符。从现阶段风力发电机组控制系统来看，其核心是可编程控制器，控制器、传感器、PLC及其他执行机构共同构成了控制系统。传感信号充分反映风力发电机组运行状态，一旦某项指标出现变化，在PLC的处理下，控制器将发出指令以对各项进行控制。由此可见，风力发电机组控制系统与运行安全有着密切联系。实现风力发电机组运行安全的方式，不仅可以借助风力发电机组控制系统，还可以在常规运行系统中设置安全链保护系统，这种系统主要运用单回路结构。机组出现过速、电网异常、极限风速、变桨超限等故障时，回路能够自动断开，这样能够确保风力发电机组运行安全。
三、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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
四、风力发电机组运行安全控制的主要措施
（一）设备的检修
在风机运行过程各个设备的安全质量成为了关键，任何一个设备零配件中的可靠性出现了问题，都会影响到风机的正常运行。这就需要对风机的各项设备进行定期的检测维修，要保障所有的设备零配件的质量过关，各项技术参数都达到了国家的技术要求，在检测的过程中及时的发现问题，有效的排除存在的安全隐患，有效的预防风机运行的风险出现。在检测的过程中还需要对各个设备的零配件之间连接部位进行一定的润滑和紧固，要通过主动预防来有效的提高风机运行的可靠性，这样才能有效的保证工作人员的施工安全和风电系统的安全性。在预报极端天气的时候，工作人员需要预先对所有的设备进行一次快速的临时检测，确保各个风机的运行状态可以抵抗极端天气的变化，并且在极端天气过后还需要对所有的风机和系统进行全面的检测，保障在极端天气过后各个风机组没有产生巨大的变化，还保持着之前的检测状态。
（二）风机安装质量的保障
在风力发电机组运行的过程中风机安装的质量直接影响到了风力发电的效益和安全，由于风机运行环境的恶劣，在进行风机安装的时候对紧固件的扭矩值要记性严格的把控，所有的设备结合部位在进行完成之后，还需要对连接部件电气线缆接头进行特殊的检查。因为在风机事故统计中绝大多数的风机是由于连接部门没有有效的进行连接，导致了风机倒塌的事故出现，并且在倒塌之后，由于电力系统的短路产生火花，最终形成了火灾，给风力发电系统造成了无法预估的损失。因此我们在风机安装的时候需要对施工的质量进行严格的控制，在安装施工时候还需要对所有的风机组进行质量的验收和检测，全面的保障风机发现组达到了实际的运行效果。
（三）数据监测的分析
在风力发电过程中很多数据信息的变化都会对风机的运行造成一定的影响，在风机运行过程中需要对工作环境的温度、风机的实际转速、电力功率的检测、并网电力数据信息的监测等。在风机高速旋转的过程中产生的机械能也是非常多，并且导致了叶轮的工作温度不断的升高。有可能出现异常数据信息的监测模块主要有发电机组的绕组线圈的温度、控制柜的温度、机舱的实际温度、三相电压、电流、电压等信息，在超出了预期的设定值时我们需要将数据信息及时的上传到控制系统中，并且及时的通过远程控制系统对一些设备进行有效的调控，防止安全事故的发生。
结语
现阶段，我国风力发电存在一系列安全问题，当风机出现故障或者存在闪变、电网故障时，风力发电机组能够进行自我保护，这给电网安全运行造成一定影响。应用新型风力联合发电系统能够实现风力发电机组安全运行。但在风力发电机组运行过程中，应做好数据分析、监测工作，加大风力机组设备定期检查力度，处理好特殊情况，以对风力发电机组运行安全进行控制。
参考文献：
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［2］徐海波．风力发电机组故障诊断方法研究分析［J］．引文版：工程技术，2015（21）：170．
［3］江康贵，蒲上哲．风力发电机组控制系统的相关分析［J］．电子技术与软件工程，2014（19）：243．
论文作者:赵舒敏1, 郝旭兰2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/4
标签：风机论文; 风力发电机组论文; 正极论文; 系统论文; 风力发电论文; 设备论文; 风力论文; 《电力设备》2019年第3期论文;