摘要：现阶段，我国社会经济水平显著提升，风能作为一种清洁的、可再生能源得到了大力的应用和推广。在信息化技术的引导下，风电电气工程充分将科学技术与环保有效结合在一起，实现了风电电气工程的自动化，符合当前经济发展、节约环保的特点。本论文以风电电气工程自动化为研究出发点，对其中存在的问题进行了详细的论述，并在此基础上提出了相应的解决措施。
关键词：风电；电气工程；自动化；问题；对策
风力发电是将风的动能转换为电能的发电形式，非常符合我国开发新能源以及节能减排的政策号召。在风力发电系统中，电气设备是保证发电工作顺利运行的重要保障，但是由于风力发电所处环境的特殊性，会对电气设备的运行产生一定的影响，一旦电气设备出现故障，会直接影响到风力发电运行的安全性和稳定性。所以需要对风电电气运行中的常见故障进行分析，找出问题的原因，然后有针对性的制定应对措施，最大程度的降低电气设备的故障率，确保风力发电的安全稳定运行。
1风电电气工程自动化
风力发电是利用风能进行发电。风力电气工程自动化，顾名思义就是从电力生产到电力消费的每一个环节、每一个层次中都充分利用了自动化进行控制。在这一过程中，涉及到了大量的电子信息技术，如：电力电子技术、网络控制技术、计算机技术等。与其他的工程相比较，风电电气工程自动化具有较强的复杂性、综合性，是电气信息领域的一个新兴领域。从某种程度上来讲，风电电气工程自动化的广泛应用，在很大程度上提升了整个电力系统的运行效率。对于风电电力系统来说，主要是通过各种电力设施，收集大自然界中的风能资源，并将其进行转化为电能，之后在进行输电、变电、配电，最终将电力资源输送到用电户终端，以满足社会生产和生活的需求。尤其是在新的形势下，随着生活、生产用电量的急剧增加。在这种情况下，只有通过电力工程自动化，不断提高电力系统的运行效率，才能有效保障生活、生产各个领域内的正常用电，推动我国经济的进一步发展。
2风电电气工程自动化中存在的问题
2.1风电场集电线路常见故障
集电线路是风力发电系统中重要的电气设备，其运行的稳定性直接关系到风机的可利用率和发电量。由于受到风电场恶劣的自然环境的影响，会对集电线路的安全产生极大的隐患。导致集电线路故障的原因主要有设计、施工和投运后的维护，风电场设计及设备选型考虑不充分是发生电气隐患的关键因素，在风电场建设初期，如果设计单位对风电场的地理环境以及其后特点没有充分的了解，设备的选型就会出现一定的偏差，在投运后就会出现线路杆塔抗风能力差，风机变压器运行故障，跌落开关烧损等故障现象，直接威胁到风电运行的安全性。如果施工质量较差，在投运后就会发生设备跳闸、倒塔以及断线等故障的发生。设备投运后，由于维护和排查不力，在恶劣的自然环境下，集电线路中的电气设备会发生严重的故障。
2.2风电电气设备中齿轮箱常见故障
齿轮箱是风电机组提高转速的关键机械部件，其主要的作用发挥在将风力产生的动力传递给发电机，从而得到相应的转速。受到风轮机和发电机自身的特点，传动轴的耦合情况、润滑效果等因素的影响，齿轮箱在具体的使用过程中会承受一定的静态与动态的符合，进而就会造成各种故障的发生。
2.3变桨系统故障
变桨系统是风电机组的重要组成部分，根据变桨系统驱动力的不同，又可进一步具体划分为液压变桨和电气变桨。在这两种变桨模式中，液压变桨主要有液压设备提供驱动，而电气变桨则是现阶段风电电气工程自动化中最常用的变桨系统，主要由变桨电机、变桨电机驱动器、齿轮箱、变桨轴承和变桨系统控制器所构成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这一系统中，一旦电机轴承出现故障、变桨系统振动过大、电机润滑油脂过多或者过少的现象，就会导致整个变桨系统出现伺服电机过热的现象；而当变桨驱动耦合不好、旋转部分有所松动的情况下，就会出现伺服电机振动过大的现象；而当变桨系统中轴承安装出现偏差，或者轴承润滑不良的时候，就会导致变桨系统中减速器轴承失效，从而对整个风电电气工程自动化产生重要的影响。
3风电电气工程自动化中问题的解决措施
3.1风电场集电线路故障的应对措施
首先，在风电场设计阶段，应该对施工现场的地理环境和气候特点进行详细的调查分析，通过大量的数据查证和经验，选择适宜的电气设备，保证集电线路中的电气设备符合相关的标准要求。在施工阶段，严格按照设计图纸执行，严禁私自更改施工方案，每个环节都要保证施工质量，加强施工监理。在集电线路投运后，做好维护检修工作，定期开展集电线路设备的隐患排查，制定排查维护方案和具体内容，在排查时一定要认真仔细，发现问题及时处理。尤其是在大风季节以及特殊的天气情况下，更要加大排查的力度，保证集电线路中各电气设备的可靠运行。
3.2风力发电机的自动化控制优化
在风力发电系统中，发电机的自动化控制作用无可替代，实为整个发电过程中作用于机械力向电能转化的核心自动控制驱动力量。早些时期的风力发电虽然也需要依赖于自动化的发电机系统，但当时的发电机系统对于电力输出的稳定性却并不高，对于风速的控制经常容易出现失速或者主动失速情况，难以保证输出电荷的自动控制平稳传输，自然也就难以充分满足社会生产与人们日常生活的实际需求，因此在现代化科技发展的今天已经被淘汰。最新的发电机自动控制系统拥有着更先进的技术支撑，恒频变速发电机自动控制系统在电力电子变换器和多级同步电机共同组成的变速变桨距离调节系统直接实现了风力发电机系统优化。
3.2电气自动化控制设备优化策略
首先，提高电气自动化控制设备的设计水平，让实用价值成为提高电气自动化控制设备使用效率、使用安全的基石。积极组织相关的设计人员对元器件运行、产品结构、技术可行性等进行深入钻研，利用所获得的数据改进电气自动化控制设备设计，尽可能的完善、优化自动化控制设备构造。其次，精简设备组装及时更换相关的元器件，及时淘汰老旧元器件，在组装时尽量选择最新技术，尽可能的降低设备损耗，为自动化控制设备运行提供良好的外部环境。加大设备定期检查力度，及时排查各类隐患并对之加以处理，防止出现设备老化、设备超负荷运行等问题。最后，加大相关人员的培养力度，丰富操作人员的知识技能，使其能够妥善处理各种技术应用问题。与此同时，加大相关人才的引入力度，定期举办相关的培训活动，在开阔操作人员眼界的同时丰富其经验，全面拔高其素质。
结语
风力发电作为我国重要的发电形式之一，为了确保发电工作的可靠运行，需要加强对电气设备的维护管理。对于风力发电系统中主要电气设备的故障原因进行排查和总结，有利于应对措施的制定，尽量减少和避免电气故障的发生，提高风力发电运行的可靠性。
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论文作者:郭志韬
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/24
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