摘要：近年來隨著社會的進步和整體技術(shù)的提高，在各種發(fā)電方式當中，風電發(fā)電的應(yīng)用率較高，與其他發(fā)電方式相比，風力發(fā)電的環(huán)境相對較差，并且目前的發(fā)展尚未完善，因此風力發(fā)電機組的運行具有巨大的發(fā)展空間。然而由于風力發(fā)電機組運行中會遇到各種各樣的問題，風電安全事故頻發(fā)，加強風力發(fā)電機組的安全保護勢在必行。
關(guān)鍵詞：風力發(fā)電機組；安全保護技術(shù)
來源：北極星風力發(fā)電網(wǎng)
作者：陳洋，新疆風能有限責任公司
引言
在風力發(fā)電應(yīng)用過程中，考察與審核是必不可少的環(huán)節(jié)，并且對其應(yīng)用的材料也制定了明確的要求，制定了嚴格的發(fā)電設(shè)計標準，加強了對電氣的控制力度，還將各種因素的影響納入安全運行保障的考量范圍。然而在風力發(fā)電機組運行過程中，安全事故問題仍時有發(fā)生，只有從安全技術(shù)的強化入手，才可保障風力發(fā)電機組的安全運行。
1.當前風力發(fā)電機組的運行現(xiàn)狀
1.1風力發(fā)電機組事故頻發(fā)
風力發(fā)電機組運行時，輪轂驅(qū)動方面會出現(xiàn)故障，功率變頻器也會出現(xiàn)錯誤，或在機組移動時出現(xiàn)偏航功率下降等問題，雖然可以采用多次復動或設(shè)備重啟等方式確保機組運行的恢復，然而多次復位也會使風能的利用率受到影響，短時間內(nèi)多次開關(guān)機會使之利用率統(tǒng)計數(shù)據(jù)出現(xiàn)變化，也會縮短設(shè)備的使用壽命。同時，如果風力發(fā)電機的變槳電機或齒輪箱等重要部件出現(xiàn)故障問題，必須要停機進行設(shè)備檢修，由專業(yè)的技術(shù)人員進行設(shè)備的維修及零件的更換，不僅維修工作任務(wù)繁重，還需停機較長時間才可恢復設(shè)備的正常運行，這會增加維修成本，也會影響風力發(fā)電機組的經(jīng)濟收益。
1.2風力發(fā)電機組核心部件的損壞率較高
在風力發(fā)電機組運行時，如果核心部件出現(xiàn)損毀，將會對其運行安全產(chǎn)生影響，通常齒輪箱、發(fā)電機以及輪轂集電環(huán)等重要部件應(yīng)用數(shù)量較多，并且較易出現(xiàn)故障，維修及維護成本都相對較高，并且在零件后還需進行繁瑣的調(diào)試工作，并且即使更換了部件還存在損壞的可能，不僅需要再次維修，也需投入大量的維修成本。
2.風力發(fā)電機組的安全運行分析
風力發(fā)電機組安裝于野外，其運行環(huán)境較為復雜，并且難以通過人力作用進行風速的調(diào)整，因此，其運行時所承受的壓力較為復雜且壓力大小不一，因此，外界環(huán)境因素的影響會對風機的穩(wěn)定運行帶來不利影響。在風力發(fā)電機組制造時主要應(yīng)用的是金屬結(jié)構(gòu)材料，并需對其進行嚴格的檢測，以確保材料具有較強的溫度變化抵抗能力以及防腐能力，并對其結(jié)構(gòu)設(shè)計進行合理優(yōu)化，以此提升發(fā)電機組的運行壽命。由于風力發(fā)電機組需要24小時運行，并且屬于自動控制的運行方式，因此也應(yīng)設(shè)計與之相匹配的自動運行系統(tǒng)。具有可編程功能的控制器是風力發(fā)電機組的總控系統(tǒng)，系統(tǒng)中安裝了控制系統(tǒng)以及傳感器，還有PLC結(jié)構(gòu)，同時還包含下屬執(zhí)行機構(gòu)。傳感器的作用是對發(fā)電機組的運行狀態(tài)進行體現(xiàn)，而PLC則會在機組各個指標出現(xiàn)異常時進行處理，控制器起到的是對各個結(jié)構(gòu)的控制作用，控制系統(tǒng)能否發(fā)揮出良好的控制性能是決定風力發(fā)電機組能否正常運行的關(guān)鍵。
風力發(fā)電機組能否穩(wěn)定與安全運行，取決于其控制系統(tǒng)能否展現(xiàn)出良好的控制效果。現(xiàn)階段，風力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)當中應(yīng)用的都是安全鏈保護系統(tǒng)，這種運行系統(tǒng)較為獨立，安全鏈保護系統(tǒng)采用的是單回路結(jié)構(gòu)，各個監(jiān)控點相互關(guān)聯(lián)，一旦發(fā)電機組出現(xiàn)故障，單回路將會自動觸發(fā)開關(guān)而關(guān)閉回路，停止風力發(fā)電機組的運行，進而實現(xiàn)對其安全保護。變槳距的調(diào)整是控制風機運行狀態(tài)的主要方式，通過對變槳距的控制可以降低風力發(fā)電機組的負荷，在機組中止運行時，槳葉角位置將會改變，進而實現(xiàn)對機組的安全保護。在機組制動過程中，需要同時使用三個相互獨立的葉片變槳結(jié)構(gòu)，一旦風力發(fā)電機組的運行出現(xiàn)異常，采用緊急順漿的方式可使葉片保持在最大角度上，進而使機組停止運行。
3.保障風力發(fā)電機組安全運行技術(shù)的應(yīng)用對策分析
3.1提高風力發(fā)電機組安裝質(zhì)量
安裝是風力發(fā)電機組運行之前的環(huán)節(jié)，確保良好的安裝質(zhì)量，可以使風力發(fā)電機組的運行效率更高，使之安全運行得以保障，進而將風力發(fā)電機組的經(jīng)濟效益完全展現(xiàn)出來。風力發(fā)電機組通常安裝于戶外地勢較高處，安裝過程中較為困難。安裝過程中，必須加強對各個部件的控制，嚴格對重要的連接點進行排查，特別要加強電氣線纜接頭的狀態(tài)檢查，如果接頭連接的緊密性不夠，一旦發(fā)電機出現(xiàn)故障問題將會導致連接處出現(xiàn)短路起火等現(xiàn)象，進而導致嚴重的火災事故出現(xiàn)，這對導致整個系統(tǒng)癱瘓，為發(fā)電企業(yè)帶來不可估量的經(jīng)濟損失。基于此，在風力發(fā)電機組安裝過程中，應(yīng)加強對各個安裝部位的檢查，嚴格按照國家規(guī)定標準進行安裝與檢測，從源頭上消除潛在的安全隱患。
3.2加強設(shè)備巡檢管理
系統(tǒng)的運行狀況取決于控制系統(tǒng)軟硬件的應(yīng)用情況，在風力發(fā)電機組運行時，工作人員必須在控制室內(nèi)對各個機組的運行情況進行嚴密監(jiān)控，并對其運行參數(shù)進行準確記錄，定期到運行現(xiàn)場進行巡檢，以確保風機葉片正常運行，系統(tǒng)運行無異響。將軟硬件系統(tǒng)的檢查納入到日常檢查項目當中，定期進行系統(tǒng)軟件參數(shù)的測定，加強設(shè)備的維護與檢修工作，從主動預防入手，減少設(shè)備故障問題的發(fā)生。同時，要制定設(shè)備巡檢操作標準，確保檢查后將檢查情況詳細記錄于檢修臺賬之上，并對具體的檢查情況加以分析與總結(jié)，以便于日后保養(yǎng)與維修工作的查閱與參考。
3.3制定緊急狀況的應(yīng)對措施，減少緊急事故的影響
風力發(fā)電機組安裝于戶外環(huán)境，自然災害的發(fā)生會對其運行安全產(chǎn)生不利影響，因此，應(yīng)采取有效的對策加強對機組的電壓保護，并對雷電接收傳導系統(tǒng)進行優(yōu)化與完善。同時，也可制定相關(guān)對策確保等電位的有效連接，及時進行接地系統(tǒng)的檢查與處理，以免由于雷擊引發(fā)風力發(fā)電機組故障問題出現(xiàn)。由于受到風速問題的影響，風力發(fā)電機組也會出現(xiàn)停機故障，并且，如機組長期運行于潮濕環(huán)境，并環(huán)境氣溫過低都會使其引發(fā)機組停機，在機組運行前，應(yīng)對設(shè)備的絕緣性進行檢查，確保其符合運行標準再開啟設(shè)備。
3.4加強風電齒輪箱維護管理
齒輪箱是風力發(fā)電機組的重要結(jié)構(gòu)組成，加強對齒輪箱的保養(yǎng)與維護，可以確保機組的安全與穩(wěn)定運行。日常檢查中，要對齒輪箱的油位進行檢查，以免其出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，同時要檢查齒面，以免其出現(xiàn)不平整現(xiàn)象或發(fā)生不明震動或異響的情況。不僅要強化對齒輪箱主體的保養(yǎng)，還要定期檢查其運行相關(guān)部件，任何一個微小部件出現(xiàn)故障都會對機組的正常運行帶來影響。如果風力發(fā)電機組屬于三點支撐結(jié)構(gòu)，如果機組的支承主體出現(xiàn)變形將會導致齒輪箱出現(xiàn)重心偏移問題，使齒輪軸承出現(xiàn)偏載現(xiàn)象，進而使之無法正常運行。同時，如果主軸承無法正常使用，或出現(xiàn)軸箱固定不牢固的現(xiàn)象，齒輪箱將會承載較大的壓力，進而使行星架軸承難以正常運行。
結(jié)語
歷經(jīng)多年的發(fā)展，風力發(fā)電領(lǐng)域的研究逐步深入，實現(xiàn)了穩(wěn)定與長效的發(fā)展。由于風力發(fā)電機組故障頻發(fā)，進而使其運行狀況受到了不利影響。面對風力發(fā)電機組的隱患問題，應(yīng)采取有效的技術(shù)手段進行安全維護，從事前預防入手，減少發(fā)電機組的故障隱患，使之運行過程中的風險發(fā)生率得以降低，進而為風電機組的安全運行提供保障，推動風力發(fā)電領(lǐng)域的穩(wěn)步發(fā)展。
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