风电机组运行稳定性研究刘洋

风电机组运行稳定性研究刘洋

刘洋

(国水集团化德风电有限公司内蒙古乌兰察布013350)

摘要：在风电机组运行的过程中，风电机组的整体性和稳定性起着非常重要的作用，不容忽视，要想保证风电机组运行过程中的安全，就必须要对风电机组的质量进行管理，确保风电机组的稳定性。这就需要各方面的共同努力，作为风电机组制造行业，要有统一的制造标准和体系建设，确保设备的稳定性，制造出质量上乘的风电机组，国家也应该在运行管理、规划建设、并网监测等相关的方面制定出各种安全的标准，才能够使得风电行业有着更为安全稳定的发展。

关键词：风力发电；机组运行；稳定性；应对措施

引言

风电机组是我国重要的新能源之一，近几年来，为了响应国家环境保护的号召，我国的风电市场的发展连续大幅度增长，而且对风电有着更高的要求，近期的发展已经从数量转变成了质量，目前，国家对于风电机组并没有统一的规范标准和建设，所以，在不同的风电制造企业，对风电机组的要求和标准都有所不同，特别是在风电机组运行和操作过程中，有的操作人员不够专业、经验不丰富，而且管理制度不太完善，因此，在风电机组运作时，其稳定性和安全性难以保证，每年都会有此类的安全事故发生，后果不堪设想。

1风力发电机组分类

风力发电机组的类别划分，主要的依据是不同的风力发电机组其自身特点以及相应的应用效果。结合不同的风力发电机组，其应用的地域差异，将其主要分为陆上风力发电和海上风力发电两种类型，其中，海上风力发电属于近几年较为流行并发展较快的机组类别，也是目前主要的发展趋势。结合不同发电机其自身容量的大小，将其分为大型风力发电机组和中型风力发电机组，其中大型发电机组主要应用于海上发电，效果较为突出，也成为目前研发发电机组的重点对象。结合不同的风力发电机组的类型，将其分为直驱型风力发电机组和双馈型风力发电机组，其中直驱型风力发电机组没有齿轮增速箱，其电机通常使用的是同步发电机，而双馈型风力发电机组设有齿轮增速箱，其电机通常使用的是异步发电机。结合不同的风力发电机组桨距的特性，将其分为变桨距风力发电机组和定桨距风力发电机组，其中变桨距风力发电机组的自身结构较为复杂，控制方式也存在较大的复杂性，不过其在利用过程中，对风能的利用效率更高，并且能够对输出功率实现全面优化，是风电控制的重要发展方向。

2影响风电机组运行稳定性的因素

2.1联接螺栓力矩的保证

在风电机组运行过程中，螺栓的联接起着非常重要的作用，所以，螺栓必须要有高标准的质量和安全系数分析，从而避免螺栓突然变形、断裂而引起的突发情况，然后，在风电机组安装完毕之后，要对螺栓力矩值进行分析和检验，使其相关的数据达到安全系数的标准。当风电机组使用一段时间后，要及时的对它们进行检修，在检修的过程中，主要用液压扳手对其进行检验，而且液压扳手不能超过3个百分点的数据误差，假如螺母的旋转角度与拧紧时的夹角超过了20度之后，就要对其进行全面的检查，假如夹角超过了50度之后，就要及时的更换螺母，避免螺母的损坏而破坏风电机组运行的稳定性。

2.2良好的绝缘性能

风电机组在运行过程中，其运行的稳定性受风电设备绝缘性能的影响很大，如果线路与线路之间的绝缘性能出现问题，就会很容易被击穿，如果风电机长时间在这种环境下运行，热击穿以及电化学击穿的问题很有可能会发生，不利于风电机组的安全，如果绝缘性能不好，绝缘工作不到位，当最大的电压值比临界值要高时，发电机组就会损坏，很有可能会造成严重的火灾。所以，在选用风电机组时，要对它的各方面系数进行分析和测评，特别是对绝缘性能的分析要十分谨慎，选择优质的产品，才能保证其运作过程中的安全。

2.3良好的环控装置

环控装置主要是在机组运作过程中起调节作用的装置，包括了变流器和发电机散热系统、齿轮油冷却系统、以及双馈型机组等系统，良好的环控装置，可以使得风电机组运行更加稳定、安全可靠。在一般的风电机组中，设计的温度在25~45℃之间就可以了，但是，在极其恶劣的环境中，还需要增加一些相关的设备，适当的调整控制的设备，为风电机组的运行提供一个安全、稳定的环境。

2.4机械部件的防腐处理

风电机组设备一般都是在比较恶劣的环境中使用，有的时候会受到高温、冷冻、风沙等自然环境的影响，所以制作风电机组的材料必须是耐腐蚀性比较强的材料，在设计的过程中，要提高风电机的防腐标准，一些重要的部位比如说塔架、叶轮等应该使用防腐等级比较高的C5_M材料，机舱、电机、螺栓等零部件也要进行比较严密的防腐处理。只有这样，才能使得风力电机组能够在任何环境中保持安全的运行状态。

3风电机组运行常见故障的应对措施

3.1风电场集电线路故障的应对措施

为了提高集电线路运行的安全稳定性，降低故障的发生几率，应该从设计、施工、运行维护等几个方面加强管理。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风力发电中发电机故障的应对措施

为了确保发电机的正常运行，应该加强故障排查力度，做好各项安全保护工作。对于叶片故障，可以对叶片的厚度与弦长进行逐步递增的设计，提高叶片结构的稳定性，可有效降低叶片因为磨损和老化带来的故障。加强交流器的抗干扰设计，定期清除交流器的积灰，通过检查尽量避免交流器处于超负荷运行状态，减少超温、超压现象。加强对发电机组的保护措施，尤其是对于发电机组容量增加的情况下，应该采取多种保护措施，避免发电机组因为电磁影响和磨损等现象而发生故障。加强对发电机的故障排查，做好日常维护工作，避免事故的扩大化。

3.3齿轮箱常见故障的应对措施

通过对齿轮箱的故障研究，提前做好各项防范措施具有很强的必要性。通过调查分析，齿轮箱发生的故障多数都是可以采取合理的措施避免故障的发生。为了保证齿轮箱的正常运行，做好随机监控和定期检查工作，定期对齿轮箱的温度、清洁度、噪声、振动登记、轴承以及油液状况进行检查。检查工作可分为外观检查和仪器检测，对齿轮箱中各个部件进行全面的检查。还可安装离线式滤油装置，降低润滑油的污染程度，提高齿轮箱运行的清洁度，降低轴承疲劳和磨损概率。加强对齿轮箱运行状态的在线监测，对于设备出现的故障能够及时报警和预测，对设备的运行状态进行有效评估，避免故障的扩大化，有效降低齿轮箱故障的发生几率。

结束语

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。

参考文献:

[1]金晓航,孙毅,单继宏,吴根勇.风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述[J].仪器仪表学报,2017-05-15.

[2]王晨清,宋国兵,迟永宁,刘凯,申全宇.风电系统故障特征分析[J].电力系统自动化,2015-11-10.

[3]艾斯卡尔,朱永利,唐斌伟.风力发电机组故障穿越问题综述[J].电力系统保护与控制,2013-09-19.