风力发电机组状态监测和故障诊断技术研究

刘健

摘要：在发电中，风电是一种新型的发电方式，对提高发电量、节电降耗和行业的可持续发展有着直接的影响。随着时代的发展，风力发电机的装机容量和建设规模日益增大，运行要求也日益提高。如果维护不合理，设备经常会出现故障。因此，采用在线诊断系统对设备运行过程进行实时监控，及时发现和解决风机面临的问题，确保风机安全可靠运行。本文分析了风力发电机组的状态监测和故障排除技术，以供参考。

关键词：风力发电机组;状态监测;故障诊断技术

一、风力发电机组概述

主要是将转换后的风能通过风电机组调压控制运行，在大型风电机组调压转换后的风能和电能的帮助下，输送到风电电网和电站用户监控中心风力涡轮机的电磁微波感应控制原理。经过多年的发展，我国大型风电并网机组的基础设施建设设备日趋完善，这并不能逐步完全改善传统的大型恒速恒频风电机组。采用新一代技术和先进设备，对大型风电机组进行更多的创新和改进。变速变流恒频发电技术变速是新一代技术。其特点是可以通过动态控制调节大型风机叶轮的驱动速度，结合叶轮风速的变化进行调节，同时引入恒速变流恒频技术，从而确保大型风力发电机组能够保持恒定的风电输出发电频率。相关应用技术变速恒频发电技术能有效保证和提高风力发电并网质量，因此现阶段，该恒频技术在我国大型风力发电机组并网监测系统中得到广泛应用。

二、风力发电机状态监测技术与故障诊断

2.1风力发电机状态监测方法

（1）振动状态监测的实现。振动是风力发电机组运行状态振动监测的重要技术手段。通过振动传感器，采用等幅旋转90度角振动采集的实时监测方法。风机轴承、齿轮、机舱等机组振动监测信号实时采集完成后，针对当前振动监测情况，采用等幅域振动统计函数分析方法对振动监测数据进行实时分析，将当前监测振动信号与正常振动信号进行比较，发现异常信号及时发出报警提示信号。由于设备的长期综合使用和较高的维护管理成本，振动监测远程分析、监测和控制系统能够有效利用电磁干扰源进行有效采集，通过长期综合研究和使用FFT等振动监测分析监测技术，对振动监测信息源进行处理和分析，有效保证信息的质量、实时性和准确性。（2）检查性能参数。定期检测大型风力发电设备振动监测单元的实际监测设备及其输出风振监测功率和输出振动物理特性性能参数。风振遥测监测系统是风振机组实际设备正常运行性能管理的全过程系统设计中必不可少的性能参数，同样，通过综合比较分析风振遥测监测系统监测阈值结果与正常设备性能参数阈值的阈值计数值的差异，可以确定正常设备的性能参数没有超过振动监测阈值的阈值计数值的差异。如果阈值大于零，系統设备在很长一段时间内不会出现任何异常性能故障。（3）油液监测。系统油质监测。需要定期监测的是风力发电运行系统的常用油。油质监测主要包括对系统油质、滤油器压降、铁屑、油温等的实时检测，通常可利用自动离线监测检测机实时完成系统油质监测，从而实现对用户油品及相关发电部件对应的系统日常运行状态的及时、准确的跟踪和掌握。（4）过程监测。新型风力发电系统管理功能的不断完善，对机组状态报警监控系统的工作管理提出了更高的技术要求。系统获得的机组运行管理过程状态参数的准确性与发电系统正常运行期间的允许值参数进行比较。系统还可以在不同的匹配条件下，即异常条件下发出状态报警。

2.2风力发电机组故障诊断技术

（1）故障诊断分析。在对各种风机故障进行传统故障处理和诊断时，应根据机组内部结构的复杂性和机组正常运行环境的特殊性，综合考虑和分析各种因素，从而提高发电机组故障处理和诊断结果的科学准确性。由于风力发电机组的正常运行需要大量的部件和复杂的结构，因此故障分析和诊断十分困难。因此，需要不断更新和应用传统的故障诊断分析技术，积极推广应用新的诊断技术和新的设计理念，准确诊断机组各种故障，为及时解决和诊断各种故障提供科学依据。（2）信号处理诊断方法。通常，射频信号信息处理与诊断技术可用于故障分析与诊断。主要方法有微波信号变化法、频谱融合分析法和射频信息处理融合分析法。首先，需要使用实时传感器获取并采集待预测的大型风电机组的实时输入和输出故障信号。采用故障信号实时特征向量信号提取方法，计算出故障信号的实时特征点值，完成建模。（3）神经网络和专家系统在风力机故障诊断中的应用。随着现代信息网络技术和现代人工神经智能计算技术的不断发展，新兴技术也被广泛应用于风电机组内部的故障分析与诊断。

三、风力发电机组安全运行建议

3.1做好设备检修

在风电机组的正常运行中，设备的安全运行质量对风电机组的运行质量有着决定性和直接的影响。如果任何部件或相关设备出现安全问题，将对风电机组的正常安全运行造成极大的麻烦。因此，在室外风电机组正常运行过程中，必须对各种发电设备及相关部件进行定期维护和及时维护，确保各种设备部件及相关设备的安全和质量，确保各部件及相关设备的安全参数设置准确合理。如果在检测过程中发现安全问题，还需要进行深入调查和分析，找出问题和设备安全隐患，从而有效预防和避免发电机组安全故障。

3.2分析数据监测

在风电机组的实际运行过程中，自然环境等各种因素将直接影响相关设备的实际运行环境状态。因此，有必要加强环境监测，掌握风电机组相关机组的实际运行环境状态，如自然环境变化温度，风机运行速度自动监测电力运行功率，风电并网后采集和监测电力运行信息。如果风监测系统数据异常，应及时结合实际运行情况进行初步分析，及时确定异常故障位置，然后对实际运行情况进行现场分析和调查，找出异常的原因，检查是否存在异常安全隐患，从而得出最终解决方案，有效解决异常安全问题，促进整个风电机组系统的稳定正常运行。

结语：

综上所述，风力发电机受运行环境和自身结构的影响，比现有发电设施更容易发生故障，故障原因复杂多变。因此，对风机进行全面、系统的实时监控，解决风机运行故障，采用有效的故障诊断方法，保护电力企业的经济和社会利益，显得尤为重要。

参考文献

[1]孙庆.风力发电系统监测管理与故障分析研究[J].自动化应用，2020（01）：103-105.