风机发电系统中变频器的故障诊断研究

刘少华

中国大唐集团有限公司内蒙古分公司赤峰事业部 内蒙古赤峰 024000

作为一种清洁能源，风能的开发能够有效缓解我国化石能源紧缺的问题，同时也能促进我国绿色能源应用与发展。近年来，随着国家大力建设风电项目，有效的缓解我国能源紧缺问题，同时带来了巨大的生态经济效益。风电系统中，变频器作为重要的组成部件，发挥着至关重要的作用。因此，探究变频器的故障诊断对风电系统的稳定运行具有重要意义。

1 风机发电系统概述

当前我国风力发电系统中的关于风机的选择需根据实际情况进行选择，主要采用笼型异步式电机、双馈式电机以及直驱式电机三种。风机在接入电网过程中，针对变频处理三种风机系统均有不同特点，其中直驱式风机主要借助电子进行变频器调控，而双馈式风机则是通过定子进行变频调控，基于其各自不同的特点，不同种类的风力发电机对变频器的具体要求也存在一定差异。因此，在风力发电系统中，要想准确诊断风机发电系统的变频器故障，必须结合不同风机系统的变频器工作原理和各自运行特点，采用科学的技术，制定合理的方案，及时检修和排除风机发电系统的变频器故障，保证风力发电系统正常运行[1]。

2 风机发电系统变频器故障诊断分析

2.1 变频器故障诊断的问题分析

风力发电系统中，风机的变频器是不可或缺的重要设备之一，其能够影响整个风机发电系统的正常运行。当前我国风力发电系统运行过程中，面临诸多不利于风机发电系统变频器运行的问题，如长期的高温运行环境会使变频器的设备元件使用寿命降低，系统也会受到一定损害。目前风力发电系统中常用的风力发电机类型为速恒频式发电机，这种型号的发电机一旦出现电网故障，很难通过外部因素隔绝和内部因素调节进行处理，因此一旦发生变频器故障容易影响风机发电系统的整体正常运行。另外，部分风机发电系统的变频器自动调控能力较差，风力发电机在吸收风能，风力发电机无法在短时间内消耗大量的风能，导致风机发电机组的风能转化压力过大，变频器的极端电压下调能力减弱，导致其输电效率和风机运行稳定性都大大减弱。若是在此期间，风机发电系统无法消化风能，则容易导致变压器的电容和电压升高，变频器也会受到严重干扰，若不及时处理可能会引发安全事故。

2.2 变频器的配置故障诊断

变频器是风机发电系统中重要的系统运行构件，其本身具备电力器械的精密性特点，在变频器配置安装过程中，设备元件很容易受到外部环境因素的影响，导致变频器安装故障。因此，在安装配置风机发电系统的变频器设备时，必须要保障设备安装流程的可行性和合理性，同时要采取科学的防护措施，从而降低变频器设备的安装故障。作为风机发电系统中精密的电子设备，变频器设备的使用对外部环境较为严苛，安装配置风机发电系统变频器设备的工作人员应选择外部天气环境较为良好的时间进行安装配置以及后续检修维护，防止因外部因素对变频器造成损害，同时也能确保风机发电系统的变频器处于稳定的状态[2]。

3 风机发电系统变频器故障诊断优化技术应用及检修维护

3.1 通过神经网络技术处理变频器故障

神经网络技术是基于人体神经网络发展而来，也被称为人工神经网络，该项技术通过对大量信息批量处理单元进行互联形成信息处理网络，基于对人类大脑简化、抽象及模拟，具备人脑处理信息的一些基本特征。在进行风机发电系统变频器故障诊断过程中，利用人工神经网络技术将模型中显层和隐层的变频器数据信息进行科学分析，从而有效判断风机发电系统中的变频器故障。在处理变频器故障的过程中，一旦确定故障类型，检修维护人员就能做出具有针对性的诊断措施。此外，将人工神经网络技术应用到变频器的工作系统中，能够有效监控变频器在各种工况下的故障信息，通过人工神经网络的数据获取和处理能力，变频器的故障诊断将更加精准和可靠。

3.2 通过小波分析技术处理收集的变频器信息

小波分析技术是一种较为先进的数据处理方式，该技术通过小窗口对出具做分析处理，在处理过程中小窗口的状态可以根据实际情况进行转变，处理的数据位置也会发生相应的改变。在结合人工神经网络技术后，利用小波分析技术可以有效的处理人工神经网络收集的风机发电系统变频器的运行数据信息，通过小窗口的数据分析，实现对变频器故障的准确诊断和处理。

3.3 风机发电系统变频器综合维护措施

风机发电系统在处理变频器故障的过程中，必须要提高风机发电系统管理部门以及变频器检修技术人员的重视，提高工作人员的责任意识，杜绝不坏不修的工作状态，风机发电系统管理部门应制定变频器检修维护工作方案并督促检修人员严格执行，在安装配置风机系统变频器时，应结合实际情况，充分考虑变频器的工况条件，保障变频器能够安全稳定运行。此外，变频器设备在检修过程中需要对一些元件进行修理和更换，检修人员必须保障变频器的各项绝缘措施做好，避免出现绝缘部位的碳化问题。通话在使用变频器的过程中，需要确保线路衔接无金属裸露部位，这样才能确保变频器处于稳定的工况状态。风机发电系统变频器在故障诊断过程中，应全面核查变频器设备输入端、输出端、整流模块及逆变模块等部位，确保各变频器元器件的运行状态稳定，降低变频器故障发生概率[3]。

4 结语

综上所述，风机发电系统中关于变频器的故障诊断，必须做好内外部因素分析，科学运用神经网络技术和小波分析技术开展故障分析。同时，在风机发电系统在变频器故障诊断期间，需要根据设备运行的功率要求怕判定其运行状况，并对变频器的运行数据进行实时管理，这样可以尽早发现变频器的内部故障，确保风机发电系统的稳定安全运行。