風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制及運(yùn)行維護(hù)技術(shù)研究

景永濤 馬登云 尚國琥

摘要：在社會(huì)快速發(fā)展的帶動(dòng)下，各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展都取得了巨大的成績，從而為電力工程行業(yè)發(fā)展帶來了諸多的機(jī)遇。就我國實(shí)際情況來說，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)歷經(jīng)了幾十年的發(fā)展，當(dāng)前已經(jīng)達(dá)到了較高的水平，并且實(shí)現(xiàn)了全國聯(lián)網(wǎng)并行的目標(biāo)。但是因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電部分技術(shù)整體水平發(fā)展十分的滯緩，所以造成了當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)工作整體效果較差的問題。鑒于此，這篇文章主要針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制和運(yùn)行維護(hù)技術(shù)展開綜合分析研究，希望能夠?qū)ξ覈L(fēng)力發(fā)電事業(yè)的未來良好發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組;機(jī)組控制;機(jī)組運(yùn)行維護(hù)

引言：風(fēng)能在所有能源中屬于清潔型的能源，因?yàn)槠渚哂辛己玫膬?yōu)越性所以受到了人們的廣泛清淚，并且被運(yùn)用到了諸多的領(lǐng)域之中，取得了良好的效果。在這種發(fā)展形勢下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組規(guī)模得到了逐漸的擴(kuò)展，機(jī)組控制以及運(yùn)行維護(hù)工作需要進(jìn)一步的進(jìn)行完善創(chuàng)新。

一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制

1.定槳距失速風(fēng)力發(fā)電

定槳距失速風(fēng)力發(fā)電技術(shù)最在實(shí)在上世紀(jì)八十年代被人們研發(fā)出來的，在當(dāng)時(shí)整個(gè)市場中起到了重要的作用，其在緩解并網(wǎng)和運(yùn)行控制中所存在的問題方面具有重要的作用。涉及到的主要技術(shù)為：軟并網(wǎng)、自動(dòng)解纜以及空氣動(dòng)力剎車。在實(shí)施安裝操作的時(shí)候，槳葉節(jié)距角應(yīng)當(dāng)利用專業(yè)的方法來進(jìn)行計(jì)算，機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)速度也需要利用電網(wǎng)頻率來加以控制。輸出功率通常都是由槳葉自行加以調(diào)控。如果風(fēng)速超出規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度，那么槳葉也可以利用失速調(diào)節(jié)阿靜功率控制在良好的范圍之內(nèi)，依賴葉片的特殊結(jié)構(gòu)在遇到大風(fēng)情況的時(shí)候，從葉片背面通過的氣流往往會(huì)出現(xiàn)混亂的情況，所以會(huì)對(duì)葉片的氣動(dòng)功率造成巨大的影響，最終就會(huì)形成失速的問題。因?yàn)槭賹儆谝环N氣動(dòng)過程，具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，如果風(fēng)力維持穩(wěn)定的狀態(tài)的時(shí)候，是無法對(duì)其失速的情況加以判斷的[1]。

2.變槳距風(fēng)力發(fā)電

就空氣動(dòng)力學(xué)方面來說，如果風(fēng)速保持相對(duì)較為穩(wěn)定的狀態(tài)，那么可以利用有效的方法來對(duì)氣流的方向以及槳葉的節(jié)距進(jìn)行調(diào)整從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組動(dòng)力轉(zhuǎn)矩的調(diào)控，保證輸出功率能夠始終維持在穩(wěn)定的狀態(tài)。借助對(duì)變槳距進(jìn)行調(diào)控的方式，可以確保輸出功率變化曲線寶成平滑，在遇到陣風(fēng)的時(shí)候，基礎(chǔ)、塔筒以及葉片的影響力相對(duì)于之前闡述的失速調(diào)節(jié)下哦，能夠切實(shí)的降低材料實(shí)際利用效率，并且也可以降低機(jī)組結(jié)構(gòu)整體重量。這種控制方法的弊端就在于其務(wù)必要設(shè)定針對(duì)性的健全的結(jié)構(gòu)來輔助調(diào)節(jié)槳距，能夠?qū)﹃囷L(fēng)的情況加以及時(shí)的應(yīng)對(duì)，從而控制風(fēng)力波動(dòng)而導(dǎo)致的功率波動(dòng)[2]。

3.主動(dòng)失速/混合失速發(fā)電

這項(xiàng)技術(shù)其實(shí)質(zhì)是將上述兩種技術(shù)加以整合的結(jié)果，在遇到低風(fēng)速的情況的時(shí)候，利用有效的方法來對(duì)變槳距技術(shù)加以合理地運(yùn)用促進(jìn)氣動(dòng)功率的提升。姿啊風(fēng)機(jī)功率維持在固定狀態(tài)的時(shí)候，結(jié)合變槳距情況來對(duì)槳距實(shí)施切實(shí)的調(diào)整。這個(gè)方法往往會(huì)導(dǎo)致葉片功角出現(xiàn)波動(dòng)的情況，并且會(huì)加劇失速問題。

4.變速風(fēng)力發(fā)電

就變速運(yùn)行來說，其實(shí)質(zhì)就是指葉輪在風(fēng)速變化的影響下，旋轉(zhuǎn)速度出現(xiàn)波動(dòng)，導(dǎo)致葉尖速度能夠持續(xù)維持最佳的狀態(tài)，保證風(fēng)能的利用系數(shù)能夠達(dá)到最大。于其他發(fā)不同風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相對(duì)比，這項(xiàng)技術(shù)能夠在低風(fēng)速的狀態(tài)下，結(jié)合風(fēng)速變化情況，來獲取最佳的風(fēng)能，切實(shí)的借助轉(zhuǎn)速的波動(dòng)來形成能量從而提升系統(tǒng)的柔性，保證輸出功率能夠始終維持在穩(wěn)定的狀態(tài)[3]。

二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)

1.日常維護(hù)檢修

針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行情況實(shí)施維護(hù)工作，通常都是由遠(yuǎn)程操作和現(xiàn)場維護(hù)兩方面工作組成。遠(yuǎn)程操作利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組來實(shí)施遠(yuǎn)程控制維護(hù)工作，并且對(duì)于其中所存在的故障能夠更加高效的加以排除。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電網(wǎng)電壓、溫度把控、網(wǎng)速都可以利用遠(yuǎn)程操作來實(shí)現(xiàn)維護(hù)。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)也可以對(duì)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)進(jìn)行全面的收集，對(duì)于風(fēng)力情況、輸出功率信息進(jìn)行實(shí)時(shí)收集，為工作人員提供需要的信息數(shù)據(jù)。系統(tǒng)也可以完成對(duì)機(jī)組故障的實(shí)時(shí)診斷，盡可能的避免出現(xiàn)停機(jī)的情況，促進(jìn)機(jī)組利用效率的提升。定期檢修和日常維護(hù)工作以及故障排除工作都是需要工作人員親赴現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)踐工作，定期檢查的側(cè)重點(diǎn)是對(duì)風(fēng)機(jī)鏈接部件之間的連接情況加以檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題都需要利用有效的方法來加以解決，從而保證系統(tǒng)能夠始終維持穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。日常維護(hù)工作可以更加高效的對(duì)系統(tǒng)故障加以判斷，利用有效的方式方法高效的處理故障[4]。

2.故障處理

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最為突出的特征就是運(yùn)行持續(xù)時(shí)間較長，整體規(guī)模較大，高度較高，對(duì)于維護(hù)檢修工作提出了更高的要求。如果無法對(duì)機(jī)組運(yùn)行故障加以準(zhǔn)確的判斷和處理，那么就會(huì)導(dǎo)致故障的蔓延，甚至?xí)T發(fā)嚴(yán)重的不良后果。積極的落實(shí)機(jī)組故障檢修工作，這項(xiàng)工作主要涉及到下面結(jié)果方面：首先，狀態(tài)故障檢修，也就是在日常維護(hù)的條件下，精準(zhǔn)的對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)加以判斷，對(duì)于其中所存在的故障進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷和解決。狀態(tài)檢查在故障處理方面具有重要的作用，并且對(duì)于提升檢修工作的效率和效果能夠起到積極的作用。其次，預(yù)防性的檢修。也就是結(jié)合風(fēng)力發(fā)現(xiàn)機(jī)組的運(yùn)行情況和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)機(jī)組內(nèi)所有部件情況進(jìn)行定期的檢查和修復(fù)，從而確保設(shè)備能夠始終穩(wěn)定運(yùn)行[5]。

3. 防雷維護(hù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組造價(jià)很高，且多位于開闊區(qū)域，加之整體高度達(dá)到幾十米甚至 150 米，使得風(fēng)機(jī)直接處于雷電威脅之下。因此，做好防雷保護(hù)工作也是機(jī)組運(yùn)行維護(hù)工作的重要之一。當(dāng)前，現(xiàn)代防雷保護(hù)技術(shù)已經(jīng)形成了成熟的技術(shù)體系。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的防雷保護(hù)而言，需要綜合的保護(hù)體系，包括外部保護(hù)系統(tǒng)和內(nèi)部保護(hù)系統(tǒng)。在設(shè)備上要運(yùn)用接閃器、引下線、接地系統(tǒng)、電位連接、電涌保護(hù)、屏蔽措施等。只有在硬件和軟件兩方面都做好工作，才能確保防雷保護(hù)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，達(dá)到最好的防雷效果。

結(jié)語：風(fēng)力發(fā)電是新能源領(lǐng)域中發(fā)展較快的分支之一，技術(shù)相對(duì)成熟，效益可觀，已經(jīng)成為替代傳統(tǒng)能源的重要部分，對(duì)于環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等均有重要作用。因此，做好風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制及運(yùn)行維護(hù)工作十分重要。

參考文獻(xiàn)：

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[3]任永峰，胡宏彬，薛宇，布赫，牛海偉.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制及運(yùn)行維護(hù)技術(shù)研究[J].高電壓技術(shù)，2016，42（01）：11-18.

[4]韓兵，周臘吾，陳浩，田猛，鄧寧峰.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制及運(yùn)行維護(hù)技術(shù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016，44（02）：1-8.

[5]崔雙喜，王維慶，張強(qiáng).風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制及運(yùn)行維護(hù)技術(shù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，43（06）：52-57.