風力發電機組狀態監測和故障診斷技術研究

劉健

摘要：在發電中，風電是一種新型的發電方式，對提高發電量、節電降耗和行業的可持續發展有著直接的影響。隨著時代的發展，風力發電機的裝機容量和建設規模日益增大，運行要求也日益提高。如果維護不合理，設備經常會出現故障。因此，采用在線診斷系統對設備運行過程進行實時監控，及時發現和解決風機面臨的問題，確保風機安全可靠運行。本文分析了風力發電機組的狀態監測和故障排除技術，以供參考。

關鍵詞：風力發電機組;狀態監測;故障診斷技術

一、風力發電機組概述

主要是將轉換后的風能通過風電機組調壓控制運行，在大型風電機組調壓轉換后的風能和電能的幫助下，輸送到風電電網和電站用戶監控中心風力渦輪機的電磁微波感應控制原理。經過多年的發展，我國大型風電并網機組的基礎設施建設設備日趨完善，這并不能逐步完全改善傳統的大型恒速恒頻風電機組。采用新一代技術和先進設備，對大型風電機組進行更多的創新和改進。變速變流恒頻發電技術變速是新一代技術。其特點是可以通過動態控制調節大型風機葉輪的驅動速度，結合葉輪風速的變化進行調節，同時引入恒速變流恒頻技術，從而確保大型風力發電機組能夠保持恒定的風電輸出發電頻率。相關應用技術變速恒頻發電技術能有效保證和提高風力發電并網質量，因此現階段，該恒頻技術在我國大型風力發電機組并網監測系統中得到廣泛應用。

二、風力發電機狀態監測技術與故障診斷

2.1風力發電機狀態監測方法

（1）振動狀態監測的實現。振動是風力發電機組運行狀態振動監測的重要技術手段。通過振動傳感器，采用等幅旋轉90度角振動采集的實時監測方法。風機軸承、齒輪、機艙等機組振動監測信號實時采集完成后，針對當前振動監測情況，采用等幅域振動統計函數分析方法對振動監測數據進行實時分析，將當前監測振動信號與正常振動信號進行比較，發現異常信號及時發出報警提示信號。由于設備的長期綜合使用和較高的維護管理成本，振動監測遠程分析、監測和控制系統能夠有效利用電磁干擾源進行有效采集，通過長期綜合研究和使用FFT等振動監測分析監測技術，對振動監測信息源進行處理和分析，有效保證信息的質量、實時性和準確性。（2）檢查性能參數。定期檢測大型風力發電設備振動監測單元的實際監測設備及其輸出風振監測功率和輸出振動物理特性性能參數。風振遙測監測系統是風振機組實際設備正常運行性能管理的全過程系統設計中必不可少的性能參數，同樣，通過綜合比較分析風振遙測監測系統監測閾值結果與正常設備性能參數閾值的閾值計數值的差異，可以確定正常設備的性能參數沒有超過振動監測閾值的閾值計數值的差異。如果閾值大于零，系統設備在很長一段時間內不會出現任何異常性能故障。（3）油液監測。系統油質監測。需要定期監測的是風力發電運行系統的常用油。油質監測主要包括對系統油質、濾油器壓降、鐵屑、油溫等的實時檢測，通常可利用自動離線監測檢測機實時完成系統油質監測，從而實現對用戶油品及相關發電部件對應的系統日常運行狀態的及時、準確的跟蹤和掌握。（4）過程監測。新型風力發電系統管理功能的不斷完善，對機組狀態報警監控系統的工作管理提出了更高的技術要求。系統獲得的機組運行管理過程狀態參數的準確性與發電系統正常運行期間的允許值參數進行比較。系統還可以在不同的匹配條件下，即異常條件下發出狀態報警。

2.2風力發電機組故障診斷技術

（1）故障診斷分析。在對各種風機故障進行傳統故障處理和診斷時，應根據機組內部結構的復雜性和機組正常運行環境的特殊性，綜合考慮和分析各種因素，從而提高發電機組故障處理和診斷結果的科學準確性。由于風力發電機組的正常運行需要大量的部件和復雜的結構，因此故障分析和診斷十分困難。因此，需要不斷更新和應用傳統的故障診斷分析技術，積極推廣應用新的診斷技術和新的設計理念，準確診斷機組各種故障，為及時解決和診斷各種故障提供科學依據。（2）信號處理診斷方法。通常，射頻信號信息處理與診斷技術可用于故障分析與診斷。主要方法有微波信號變化法、頻譜融合分析法和射頻信息處理融合分析法。首先，需要使用實時傳感器獲取并采集待預測的大型風電機組的實時輸入和輸出故障信號。采用故障信號實時特征向量信號提取方法，計算出故障信號的實時特征點值，完成建模。（3）神經網絡和專家系統在風力機故障診斷中的應用。隨著現代信息網絡技術和現代人工神經智能計算技術的不斷發展，新興技術也被廣泛應用于風電機組內部的故障分析與診斷。

三、風力發電機組安全運行建議

3.1做好設備檢修

在風電機組的正常運行中，設備的安全運行質量對風電機組的運行質量有著決定性和直接的影響。如果任何部件或相關設備出現安全問題，將對風電機組的正常安全運行造成極大的麻煩。因此，在室外風電機組正常運行過程中，必須對各種發電設備及相關部件進行定期維護和及時維護，確保各種設備部件及相關設備的安全和質量，確保各部件及相關設備的安全參數設置準確合理。如果在檢測過程中發現安全問題，還需要進行深入調查和分析，找出問題和設備安全隱患，從而有效預防和避免發電機組安全故障。

3.2分析數據監測

在風電機組的實際運行過程中，自然環境等各種因素將直接影響相關設備的實際運行環境狀態。因此，有必要加強環境監測，掌握風電機組相關機組的實際運行環境狀態，如自然環境變化溫度，風機運行速度自動監測電力運行功率，風電并網后采集和監測電力運行信息。如果風監測系統數據異常，應及時結合實際運行情況進行初步分析，及時確定異常故障位置，然后對實際運行情況進行現場分析和調查，找出異常的原因，檢查是否存在異常安全隱患，從而得出最終解決方案，有效解決異常安全問題，促進整個風電機組系統的穩定正常運行。

結語：

綜上所述，風力發電機受運行環境和自身結構的影響，比現有發電設施更容易發生故障，故障原因復雜多變。因此，對風機進行全面、系統的實時監控，解決風機運行故障，采用有效的故障診斷方法，保護電力企業的經濟和社會利益，顯得尤為重要。

參考文獻

[1]孫慶.風力發電系統監測管理與故障分析研究[J].自動化應用，2020（01）：103-105.