摘要：近年来，虽然风力发电得到了迅速发展，但是变频器的诊断工作还是存在很多问题风力发电系统中变频器故障诊断技术的有效落实，一方面能够使风力发电系统持续处于稳定运行的状态，避免外界环境对变频器运行质量造成影响；另一方面，借助故障诊断资料，更有利于风力发电系统的持续完善，为后续变频器的使用提供更完善的平台，从而提升地区电力供应质量。基于风力发电系统常见故障展开分析，期望凭借故障诊断技术为后续变频器的使用与维护提供良好的参照。
关键词：风力发电系统；变频器；故障诊断
引言
从20世纪90年代至今，风力发电经过近20年的高速发展，已经成为21世纪世界范围内最重要的可再生能源，有效地大规模地开发风电正逐步成为世界各国应对能源危机、全球性变暖等重大问题的新举措。受全球风电开发热潮的影响，基于我国巨大的风资源储存量，21世纪初我国就加入并迅速成为了世界风电开发的主力军。
1.风机系统的主要特性
1.1风机的机械特性
风机类负载属于二次方律负载，此类负载转矩的大小与电动机的转动速度的二次方成正比，负载的功率与电动机旋转速度的三次方成正比。
1.2风机的风压特性
风量控制比较小的时候，系统中风压也比较小。当控制风量不断增大时，风压也不断增大。增大到一定饱和程度，如果风量持续增大，风压又开始减小，其风压特性呈两端小、中间大的特点。
1.3风机的风阻特性
风阻特点是由风门开度来实现调节风量大小。
2.变频器故障问题分析
变频器是风机发电系统运行中必要的机械设备，更是决定系统远程管理质量的决定要素。根据现阶段风机发电系统资料可知，普遍变频器安装与使用都会面临长期的高温与脏污的环境条件，若无法提供有效检修清理工作，则势必会导致变频器设备元件寿命与系统状态严重受损，最终导致变频器设备出现故障，影响整体风力发电系统的使用质量。以现阶段选用的发电机形式而言，变速恒频式风力发电机是目前最常用的类型，此类发电机在面临电网故障时存在较大的缺陷，使得外部环境影响无法被隔绝，内部限制因素无法被调节，自然会导致风机发电系统故障问题极为普遍。其次，部分风力发电系统调节速度极慢，因此风机风能的吸收数据并不会在短时间内降低，但发电机组的极端电压已经下调，使得风能转化压力过大，其电力输送效率与稳定性便会存在风险，使得电容与电压急速升高，若不及时加以解决，则会产生电磁转矩突变等问题，使变频器的使用质量受到严重影响，甚至极易产生安全事故。
3.风机发电系统变频器故障诊断
3.1安装配置故障诊断
电子设备都具备精密性的特点，并且设备元件极易受到周边环境的影响，因此在设备安装过程中，必须确保安装环境持续处于常规状态，并且提供适当的防护措施，才能有效降低设备故障风险。变频器作为高精密性的设备，对于安装与使用环境的要求更加苛刻，检修人员必须选择适当的天气对变频器进行检查，避免对保护装置造成伤害，同时使检修平台尽量保持在平稳状态，以避免对变频器造成额外伤害。其次，在变频器使用过程中，检修人员需要根据地方电力供应需求判定变频器参数选用的适宜性，以避免参数差异对风力发电系统造成损害。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若在此期间发现变频器参数设置存在问题，则需要将相应问题提供给厂家，以便变频器参数的调整更专业，避免对工作开展造成额外损害。
3.2待机负载运行调试
为确保风力发电系统变频器在使用过程中持续处于稳定状态，检修人员可根据负载运行情况对设备驱动系统与模块参数进行调整，以便电机运行风险能够及时被解决。根据以往资料可知，待机负载运行调试可分为以下五个步骤：首先，检修人员需要拟定适当参数对电动机驱动控制模块进行设置，使电机能够按照控制系统要求正常运作；其次，检修人员需要对设备内其他功能性元件进行调试，根据地方风机发电系统需求对元件运作频率进行调整时，需要严格把控元件之间的协作性与可控性，以便风力发电系统能够持续被利用，并降低出现使用风险的概率。因此站在元件复杂性角度来看，此阶段调试工作较为繁琐，需要经由多次调试与试验才能确保设备能够按照要求运转；再次，将变频器连接系统运行调试，在基本的元件检查与运作模式调控后，若系统中存有上位机设备，则需要将控制线与上位机进行连接，确保能够通过上位机对变频器的操作模式进行调整，以便变频器运转的可控性得以保障；最后，根据风力发电系统要求选择适宜的控制方式与调整措施，判断可能造成的影响并提供完善的防护措施。另外，在变频器旁加装接触器时，所有变频器相关设备都需要安装至配电箱内，以此隔绝外界环境可能对变频器设备造成的影响，更便于后续检修等工作的开展。而一旦出现变频器故障，旁路接触器能够根据电力运行状态自动将线路切换至旁路内，以便风机发电系统的运行质量得以保障。
3.3变频器维护工作分析
（1）变频器维护需要引起管理部门和维修人员的高度重视
必须从思想上杜绝变频器不坏不检查，坏了直接更换的落后思想。管理部门需安装产品使用说明书，制定详细的维护检查制度并认真落实。设计设备布局时也要充分考虑变频器的使用条件，尽量按照要求的环境进行安装，确保变频器可以安全可靠运行。变频器设备元件在修理及更换后必须对相应部位进行妥善处理，确保绝缘漆等防护措施落实完善，并且能够定期对绝缘柱更换，避免出现碳化的问题。同时，根据变频器的使用要求与相关参数，需要更精细的连接线路，确保线路连接部位无金属裸露等情况，才能确保变频器使用能够持续处于稳定状态。（2）在变频器设备元件检查过程中，检修人员必须对设备内的输入、输出端、逆变模块与整流模块等部件进行全面核查，确保烧毁元件能够被及时发现并更换，才能确保变频器能够正常运转，有效降低故障风险发生的概率。（3）风扇是协助内部元件散热，以此避免对元件质量造成损伤的装置，因此出于安全性考虑，检修人员必须在停电检修期间用手转动风叶，判断转动期间是够存在阻滞感，若存在则应当及时润滑或更换，以便变频器运作能够持续处于稳定状态。（4）在变频器检修期间，需要根据设备功率要求判定系统数据传输与运作状况，并对数据传输与管理状况进行研究，判断可能产生数据波动的风险与因素，才能尽早发觉设备系统内潜在的故障。（5）在变频器日常保养过程中，检修人员需根据地方环境拟定维护周期，通常环境较好或要求较低的地方可做到每个季度养护一次，对于地处环境较差或规格要求较高的，则应该做到每月养护一次。期间，养护人员需对变频器内部元件进行清理，确保灰尘与脏污清扫干净，使设备操作面板光洁。其次，在清理打扫期间，需详细确认易受损元件是否存在异常情况，并且线路连接是否存在松动或金属线暴露的情况，变频器内是否存在烧焦等异味。在确认后将资料记录在案，以便提供给相应检修单位进行深入检查。
4.结束语
我国疆域辽阔，有着丰富的风力资源，加大风力资源的开采力度能在一定程度上缓解我国快速发展带来的能源紧缺的问题。目前我国新疆、内蒙、甘肃等地均己建成一系列大型风电基地，风电占我国发电比例逐年增加。因此，我国要对风机发电系统中变频器的故障进行准确诊断，并及时解决，促进我国风机发电系统的发展。
参考文献：
[1]邓李苹，朱金华.风机发电系统中变频器的故障诊断研究[J].商品与质量，2017（29）.
[2]谭江.风力发电系统变频器故障诊断研究[J].通讯世界，2017（20）：227-228.
论文作者:李直达
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/29
标签：变频器论文; 系统论文; 风机论文; 设备论文; 元件论文; 风力发电论文; 故障诊断论文; 《基层建设》2019年第5期论文;