风力发电机组控制及运行维护技术研究

景永涛 马登云 尚国琥

摘要：在社会快速发展的带动下，各个领域的发展都取得了巨大的成绩，从而为电力工程行业发展带来了诸多的机遇。就我国实际情况来说，风力发电技术历经了几十年的发展，当前已经达到了较高的水平，并且实现了全国联网并行的目标。但是因为风力发电部分技术整体水平发展十分的滞缓，所以造成了当前风力发电机组运行维护工作整体效果较差的问题。鉴于此，这篇文章主要针对风力发电机组控制和运行维护技术展开综合分析研究，希望能够对我国风力发电事业的未来良好发展有所帮助。

关键词：风力发电机组;机组控制;机组运行维护

引言：风能在所有能源中属于清洁型的能源，因为其具有良好的优越性所以受到了人们的广泛清泪，并且被运用到了诸多的领域之中，取得了良好的效果。在这种发展形势下，风力发电机组规模得到了逐渐的扩展，机组控制以及运行维护工作需要进一步的进行完善创新。

一、风力发电机组控制

1.定桨距失速风力发电

定桨距失速风力发电技术最在实在上世纪八十年代被人们研发出来的，在当时整个市场中起到了重要的作用，其在缓解并网和运行控制中所存在的问题方面具有重要的作用。涉及到的主要技术为：软并网、自动解缆以及空气动力刹车。在实施安装操作的时候，桨叶节距角应当利用专业的方法来进行计算，机组的转动速度也需要利用电网频率来加以控制。输出功率通常都是由桨叶自行加以调控。如果风速超出规定的旋转速度，那么桨叶也可以利用失速调节阿静功率控制在良好的范围之内，依赖叶片的特殊结构在遇到大风情况的时候，从叶片背面通过的气流往往会出现混乱的情况，所以会对叶片的气动功率造成巨大的影响，最终就会形成失速的问题。因为失速属于一种气动过程，具有较强的复杂性，如果风力维持稳定的状态的时候，是无法对其失速的情况加以判断的[1]。

2.变桨距风力发电

就空气动力学方面来说，如果风速保持相对较为稳定的状态，那么可以利用有效的方法来对气流的方向以及桨叶的节距进行调整从而实现对机组动力转矩的调控，保证输出功率能够始终维持在稳定的状态。借助对变桨距进行调控的方式，可以确保输出功率变化曲线宝成平滑，在遇到阵风的时候，基础、塔筒以及叶片的影响力相对于之前阐述的失速调节下哦，能够切实的降低材料实际利用效率，并且也可以降低机组结构整体重量。这种控制方法的弊端就在于其务必要设定针对性的健全的结构来辅助调节桨距，能够对阵风的情况加以及时的应对，从而控制风力波动而导致的功率波动[2]。

3.主动失速/混合失速发电

这项技术其实质是将上述两种技术加以整合的结果，在遇到低风速的情况的时候，利用有效的方法来对变桨距技术加以合理地运用促进气动功率的提升。姿啊风机功率维持在固定状态的时候，结合变桨距情况来对桨距实施切实的调整。这个方法往往会导致叶片功角出现波动的情况，并且会加剧失速问题。

4.變速风力发电

就变速运行来说，其实质就是指叶轮在风速变化的影响下，旋转速度出现波动，导致叶尖速度能够持续维持最佳的状态，保证风能的利用系数能够达到最大。于其他发不同风力发电机组相对比，这项技术能够在低风速的状态下，结合风速变化情况，来获取最佳的风能，切实的借助转速的波动来形成能量从而提升系统的柔性，保证输出功率能够始终维持在稳定的状态[3]。

二、风力发电机组的运行维护技术

1.日常维护检修

针对风力发电机组运行情况实施维护工作，通常都是由远程操作和现场维护两方面工作组成。远程操作利用风力发电机组来实施远程控制维护工作，并且对于其中所存在的故障能够更加高效的加以排除。风力发电机组的电网电压、温度把控、网速都可以利用远程操作来实现维护。远程控制系统也可以对发电机组的运转参数进行全面的收集，对于风力情况、输出功率信息进行实时收集，为工作人员提供需要的信息数据。系统也可以完成对机组故障的实时诊断，尽可能的避免出现停机的情况，促进机组利用效率的提升。定期检修和日常维护工作以及故障排除工作都是需要工作人员亲赴现场进行实践工作，定期检查的侧重点是对风机链接部件之间的连接情况加以检查，一旦发现问题都需要利用有效的方法来加以解决，从而保证系统能够始终维持稳定运行的状态。日常维护工作可以更加高效的对系统故障加以判断，利用有效的方式方法高效的处理故障[4]。

2.故障处理

风力发电机组最为突出的特征就是运行持续时间较长，整体规模较大，高度较高，对于维护检修工作提出了更高的要求。如果无法对机组运行故障加以准确的判断和处理，那么就会导致故障的蔓延，甚至会诱发严重的不良后果。积极的落实机组故障检修工作，这项工作主要涉及到下面结果方面：首先，状态故障检修，也就是在日常维护的条件下，精准的对机组运行状态加以判断，对于其中所存在的故障进行准确的判断和解决。状态检查在故障处理方面具有重要的作用，并且对于提升检修工作的效率和效果能够起到积极的作用。其次，预防性的检修。也就是结合风力发现机组的运行情况和技术标准，对机组内所有部件情况进行定期的检查和修复，从而确保设备能够始终稳定运行[5]。

3. 防雷维护

风力发电机组造价很高，且多位于开阔区域，加之整体高度达到几十米甚至 150 米，使得风机直接处于雷电威胁之下。因此，做好防雷保护工作也是机组运行维护工作的重要之一。当前，现代防雷保护技术已经形成了成熟的技术体系。对于风力发电机组的防雷保护而言，需要综合的保护体系，包括外部保护系统和内部保护系统。在设备上要运用接闪器、引下线、接地系统、电位连接、电涌保护、屏蔽措施等。只有在硬件和软件两方面都做好工作，才能确保防雷保护系统的协调运行，达到最好的防雷效果。

结语：风力发电是新能源领域中发展较快的分支之一，技术相对成熟，效益可观，已经成为替代传统能源的重要部分，对于环境保护、经济社会发展等均有重要作用。因此，做好风力发电机组的控制及运行维护工作十分重要。

参考文献：

[1]谢佳奇.风力发电机组控制及运行维护技术研究[J].通讯世界，2018（05）：196-197.

[2]吕大朋.风力发电机组控制及运行维护技术[J].信息记录材料，2017，18（05）：51-53.

[3]任永峰，胡宏彬，薛宇，布赫，牛海伟.风力发电机组控制及运行维护技术研究[J].高电压技术，2016，42（01）：11-18.

[4]韩兵，周腊吾，陈浩，田猛，邓宁峰.风力发电机组控制及运行维护技术研究[J].电力系统保护与控制，2016，44（02）：1-8.

[5]崔双喜，王维庆，张强.风力发电机组控制及运行维护技术研究[J].电力系统保护与控制，2015，43（06）：52-57.