试论风力发电状态检修的应用

苏园锋 杨琰 赵原

摘要： 在现在社会的发展中，风电行业的发展越来越快，同时在一定程度上推动了我国经济的进步。

关键词： 维护方式; 动态维护; 实际应用【中图分类号】 TM614【文献标识码】A【文章编号】1674-3733（2020）16-0163-02

1发展过程概述

风能最早是在上个世纪初才开始得到人们尝试和使用的。可以说，持续到上个世纪30年代，美国、丹麦等国才成功地开发风力涡轮机，这些风力涡轮机被广泛地用于大风海域或偏远乡村，同时这些风力涡轮机有效地节省了很多资源。但是，缺点也非常明显。即，发电量太低，通常<5KW。中国的风力发电速度虽然比国外要慢得多，但是其发展速度却令国外感到惊讶，据相关统计，最近几年年中国新增的风电并网容量达到1.45亿千瓦。并网累计容量为780万千瓦，增长率为23%。风能已成为仅次于火力发电和水力发电的最大动力来源，占中国总装机容量的6%。全年发电量为1333亿千瓦时，比上年增长34%。

2发电机状态维护与运行方式的实现

随着中国风能的迅猛发展，大型风电场的建设和使用已经得到了大范围的普及，然而同时在风能设备、变压器和配电设备的维护中也存在着重大问题。由于风力发电厂和电网与普通电网和发电厂不同，所以发电机具有不同的维护，因此就维护方法而言，有必要为风力发电厂选择合适的方法。

随着时间的流逝，人们感到普通的维护和维修方法不适用于风力发电厂的风力涡轮机，并且经过长期研究，相关人员发现，当涡轮机运行时，潜在的故障是及时且离线的。根据在线的测量监控，相关结果（即状态维护），还可以进行有效的分析。重复使用当前的智能技术和相关的检查数据，并将其与先前的有效数据结合起来，以不断评估发电机的运行状况，根据实际情况设置发电机的检查时间，并最终制定计划。另外，可以以科学有效的方式维护电厂设备。与计划维护相比，基于状态的维护具有很强的针对性，并具有良好的维护效果。在使用发电机的运行条件和结构特征进行了计划的全面研究之后，分析发电机是否需要大修以及在大修过程中需要解决什么问题。需要及时检查运行条件较差的风力涡轮机，对于处于这种状态的发电机，可以缩短检查周期。对于运行条件更好的发电机，可以延长维护周期。这种维护方式不仅可以确保安全性，而且可以确保高性能，可以有效减少维护资金和人力，并最大程度地降低维护成本。当然，最新的维护可以有效消除计划维护中的一系列问题，例如维护力度不足和维护时间不足。风力涡轮机的大多数状态监测都针对风力涡轮机主要部件在运行期间的运行状态。有效快速地分析和检测数据及相关条件，对运行问题和相关的安全隐患进行研究，并对潜在的安全隐患或发电机组异常运行进行适当的检查和维修。基于对可能的缺陷的预处理以及最终的诊断结果和预测结果获得更为可靠的统计分析，最终可以最大程度地防止由于缺陷造成的巨大经济损失，并改善风力涡轮机的运行效率。提高过程可靠性和操作发电效率并最终延长使用寿命是非常好的工具。

3发电机状态维修系统

大型风力发电机的故障通常发生在发电机组，齿轮箱以及高、低速轴等组件中，如果这些组件发生故障，风力发电机将停止工作。由于风力发电厂主要建在海滩上或在多风的山區，交通不便，大多数设备都在高海拔地区运输，因此出现问题时很难进行维护。选择有计划的维护，大多数设备被抬到地面执行这些维护任务，这需要大量的人力和财力，并且维护成本非常高。为了减少维护成本，此时就需要选择一种科学合理的状态维护方法。

3.1风轮旋转过程中的异常声音

在通常情况下，风轮在旋转旋转的过程中会产生异常声音，大多数情况是在机舱盖松动或与旋转部件接触时发生的，但如果风轮轴承座松动、轴承损坏、增速轮松动、变速箱轴承或制动器损坏、发电机松动且联轴器损坏，此时，就需要停止机器进行检查，检查机舱盖的固定螺栓，并检查风力发电机轴和增速器的同轴度。检查并拧紧固定螺栓如果轴承损坏，则必须立即进行更换，同时还要重新安装轴承座，并重新固定制动器，调节制动衬片之间的间隙，调节发电机的同轴度后，将螺栓进行拧紧处理，如果损坏，则必须更换联轴器。

3.2已达到额定风速，但转子速度不足，发电机输出电压不足

如果风速已达到额定风速，但风轮尚未达到该转速，则发电机将不会输出额定电压。因此，在这种类型的故障发生后，要依据具体状况，对其进行扭头、仰头、还有离心飞球和空气动力调速的调节，从而排除停滞情况。如果液压驱动的可变节距气缸停止运作或出现泄漏现象，则需要更换气缸或修复漏油位置。如果发电机轴承损坏，则必须将其拆下并更换;如果发电机轴弯曲，则必须将其拆下以拉直或更换转子。调整同轴角度后，大多数增速器维护保养不到位的都将被拆除、更换或重新安装，如果刹车片失效，则需要及时更换弹簧，同时还需要调整刹车片之间的间隙。微机速度控制问题需要解决微机可能出现的干扰问题，消除干扰接收部分，屏蔽微机的输出信号，控制系统进而消除缺陷，同时也要排查速度传感器是否损坏。

3.3方向无法调整或方向调整无效

顺风或方向舵调节的阻尼器阻力太大;用于调节旋转头的摆轮游丝的张力和倾斜速度很小或无效;相位调节电机无法控制或轴承由于年久失修而损坏;风速表或转速表发生器的误差;转盘轴承方向的粗砂或润滑不良;转盘轴承的高阻力或损坏以及错误的计算机指令都是这类问题的原因。因此，要解决此类故障，就需要先停止机器，然后再调节阻尼器弹簧压力。如果将游丝调整到使倾斜或扭转头超过额定风速，应及时更换游丝。若启动调节电动机的电子控制已损坏，因此需要及时更换或更换电动机轴承，并且必须在重新安装后进行调节。电动机的定子部分必须短路或断开，重新检查并重新接线。如果转盘轴承上有灰尘，则必须及时清洁。如果轴承损坏，则必须卸下并更换机舱。

4中国发电机的维修成功方式

4.1状态维修

这种检测方法主要用于发电机状态的日常检查，检查后通过识别发生故障的位置来进行有效的测量。以专业的手段对测量结果进行分析，并与过去记录的有效数据进行比较，采用人工智能来分析和对比检查数据。对于检测到的发电机状态周期，则需要具有相关经验的人员制定细致而详尽的计划，以确保维护效率。计划并采用针对性的方法对每个位置进行详细检查，以达到理想的效果。对于检测到有问题的发电机，即使由员工修理也不应拖曳，而对于运行良好的发电机，可以根据实际情况调整检测周期。这样，就可以保证一定的安全性和效率，并且可以减少经济支出和人力投资。不仅如此，与计划维护相比，状态维护减少了工作的盲目性，提高了检测效率和发电机使用效率，因此得到了国家的支持，现阶段已成为发电机检测的重要方法。

4.2状态检修方式

维持风力涡轮机状态的任务目标是在风力发电过程中稳定住每个主要组件的运行状态。对于在此期间存在的潜在安全隐患以及潜在问题，需要快速找到并采用合理的解决方案。要估算和检测发现的任何缺陷，请专业人员对技术和管理采取一系列有效的方法和措施，来进行有效的控制。这样，可以避免给企业造成巨大的经济损失，甚至可以在问题发生之前避免发生问题，最终达到提高发电机运行效率并延长发电机寿命的目的。对于这种检测模式，必须在检测期间逐一检查重要方面，例如发电机和电气系统，进而在最大程度上减少将来发生故障的可能性。

5維护系统的组成

对于某些大型发电机，问题通常是叶片和控制装置系统和偏航系统等组成。如果这部分有问题，整体电动机的运作效果将会变得很差，由于这些问题，从而会致使发电机停止工作。中国风电大多数电场建在交通不便的无人看管的海滩或山区。这些发电机的维护可能由于地理位置的特殊性而带来不便。如此一来就无法像以前一样完成计划的检查。之所以能够实现，是因为它需要大量的人力资源和财力，从而增加了企业的运营成本。因此，减少这些问题的方法是采用科学合理的检查方案。

5.1数据采集与传输

数据收集是整个公司的基本功能，其主要任务是及时将数据发送到控制系统。收集和传输数据时，应注意以下四个方面。首先，通过关注来自不同供应商的不同接口的数据源的满意度来提高利用率。其次，要确保收集的数据准确并符合最高要求。第三，要全力保证传输过程中数据的稳定性和安全性，如果波动和泄漏较大，将会对整个发生器产生较大的影响，因而要尽力避免发生这种错误。第四，要保证规划过程中数据收集和传输的准确性。基于此，就可以确保风力发电的最大成功。

5.2关系数据的设计与收集

关系数据主要是由人们用来交换不同业务系统中的数据，迄今为止，有许多主流的关系数据库，并且所有关系数据提供的接口都非常准确。关系数据主要可以通过使用接口连接到各种数据库来实现，最后，数据传输是通过最为直观的方式得以实现的。

5.3控制系统数据设计

每个公司的控制系统都包括各种风力发电模型和不同的接口，并且一些基本的网络协议是通过TCP、UDP等实现的，然后将最常见的104、101等用于相关接口。控制系统的数据设计必须采用精确的测量方法，以确保数据收集的效率、性能和准确性，建立严格的策略，仔细进行计划，从而使所有步骤得到严密管控并提高执行力度。

6结束语

维护风电场的状况可以有效地确保风力涡轮机的安全可靠生产，实现最小化发电机的维护成本，并使发电机组的利润最大化。

参考文献

[1]姚刚，张旭，肖倩宏，宋弦，贺先强.面向微电网风力发电的系统充裕性评估研究[J].计算技术与自动化，2019（02）.