风电电气工程自动化问题及对策探究

吴生炎

摘 要：风能属于一种可再生的清洁型能源，在目前经济全球化飞速发展的阶段，能源消耗量急剧增加，尤其表现出电能消耗量的快速增长，加之生态环境形势日益严峻，使得风电工程建设规模逐渐扩大，风机装机容量快速增长，在目前的生活和生产中广泛应用。为了应对当下的资源枯竭现状，在大力开发和应用风电能源的同时，还应提高对风电电气工程自动化应用的重视，通过加大研究和技术改进、优化等策略，提升风电电气工程自动化系统的性能，解决其运行中的问题，提升风电开发技术水平和运行控制水平。

关键词：风电;电气工程自动化;问题;对策

1引言

现阶段，风力发电和控制技术在不断发展进步，其中电气工程自动化技术的应用更为普遍，提升了风电场发电运行效率和自动化控制水平，表现出节能环保等特点，符合我国可持续发展要求。但是在目前的风电电气工程自动化运行中也表现出一系列的问题，需要加强风电机组检修和日常维护工作。

2风电电气工程自动化概述

在风电系统中将风能向电能转换的整个过程中，通过电气工程自动化在每个环节中的应用，可以实现所有运行环节的自动化运行和控制。这其中需要综合运用电力电子技术、网络控制技术、计算机技术等电子信息技术，表现出较强的复杂性和综合性特点，其在风电机组中的应用，有助于实现系统运行效率的提升。尤其是在新时代下，整个社会的用电负荷在急剧增长，通过风能向电能转换的方式，经过输电、变电和配电过程，供给用电户终端，满足社会生产和生活的用电需求，电气工程自动化在上述过程中的应用，显著提升风电系统运行效率，保障整个社会的用电需求，有助于推进国民经济的快速发展。

总结风电电气工程自动化中的关键则是风机控制系统，也是系统控制和管理工作和工程建设工作重点，其作为风机中的重要组成部分，通过控制风机来实现风电工程的自动化发展，为风机持续运转提供保障。风机控制系统的主要组成部分，主要有监控、主控、变桨控制和变频等系统，系统能否正常运转直接关系能否最大化利用风电，影响着风电电气工程自动化的进程。

3风力电气自动化工程所存在的问题

3.1电气工程系统架构不统一的问题

风电电气工程系统架构的标准统一才能保证其发挥最大作用，但是由于目前我国的风电电气自动化工程中的系统网络架构不够统一，导致行业内部的兼容性较差，阻碍了硬件或软件接口的标准化发展，难以实现不同企业之间的数据共享，也就无法应用不同企业的风机监控系统来有效监控风机设备等。

3.2电气工程集成效果较差的问题

在风电机组中，通过电气工程和自动化技术的应用，其主要目的就是发挥电气工程自动化的作用，发挥此系统的集成化效果。分析目前我国电气自动化系统的应用情况可知，尽管目前的集成化方向比较明确，然而由于针对集成化的研究还不够深入，尤其是针对独立自动化关键层次的研发工作深入度不足，这就加大了不同系统相互连接的难度，难以实现信息资源的共享，这就会影响电气工程自动化的应用作用。

3.3脱网问题

脱网现象在目前的风电电气自动化工程中比较常见，此问题频繁出现，会对风力发电的稳定性造成负面影响，还会影响电能的正常输送和配电进程。分析造成此问题的原因，主要是系统自身存在故障问题，或者在出现故障之后的恢复过程中，由于系统处于暂态弱生存性，或者是在目前的大规模风电集中并网需求下，风电场自身保护策略和保护方案无法满足其运行要求，进而会引发脱网问题。

4风力电气自动化工程问题的解决措施

4.1确保所构建电气工程自动化系统的科学性与统一性

在风电场建设中应用电气自动化工程时，不仅要重视此电气自动化工程的建设工作，加大人才引进力度和培养力度，提高技术人员的专业性，深入了解和掌握此工程原理和系统操作，实现操作人员技术水平和操作能力等综合素养的提升，满足风电企业的实际运行发展所需。而且还要不断总结经验并引入先进技术，提升电气自动化工程的技术水平。积极引入或借鉴国内外先进自动化技术，改进和优化自身系统中的问题。此外，还应基于科学的理念来开发和设计电气工程自动化系统，在不同系统和环节中进行高效和科学的编程设计，实现系统不同环节中的信息数据共享，提升电气工程自动化管理水平。

4.2提升電气工程自动化的集成化水平

针对目前电气工程自动化系统中集成化效果较差的问题，在系统设计时，在明确设计要求的基础上，风电企业应基于统一性的要求来选择软件和设计电气工程自动化系统，在由专业技术人员分析自动化系统的运行情况之后，总结系统运行中的问题，制定和落实相应的措施来优化和改进、完善系统。

4.3积极预防和应对脱网问题

在不断总结风电机组运行中引发电气工程自动化系统脱网问题的原因，应采取以下针对性的预防和处理措施：首先是针对国家能源对风电就的低电压穿越能力等标准要求，现场检测其低电压穿越能力，在检测合格之后向调度机构提供检测合格报告。其次是严格设计和选择、控制风电场动态无功补偿装置性能，以此来保证风电场的速率、配置和容量之间相互匹配。为此，则应检查好无功补偿装置，通过改进和优化来保证其无功调节能力达标。再次，基于保证无功分层区平衡的要求，分析装置无功容量和最大容性，保证动态调节时间不能超过30s。此外，还要提升风电机组的适应性，在对风电机组的电压保护和主控定值等数据进行研究之后，对升压变压器、箱式变压器的分接头位置进行调整和改进，保证二者可以相互配合。最后，还要完善风电场汇集系统中的中小电流接地系统，保证在系统出现故障时此接地系统可以快速切除故障，缩小故障影响范围和降低故障造成的危害程度。

4.4优化电气自动化控制设备

在设计电气自动化控制设备阶段，应注重对其使用效率和使用安全性的考虑和设计，重点研究和控制设备的技术可行性、产品结构和元器件运行情况等，改进和优化自动化控制设备的构造。还要更换其中的老旧元件，在组装时积极应用新技术来降低设备损耗，保证自动化控制设备的正常运行。此外，还要做好设备检查和隐患排查工作，做好人员培训工作，实现专业技术、操作人员专业水平和综合素质的提升。

4.5加强风电机组的检修与日常维护工作

针对风电机组运行中容易出现的风轮故障和变桨系统故障等，需要加强风电机组的定期检修和日常维护工作。结合不同电气工程自动化设备的特点和实际运行情况制定检修策略，针对其常见故障以及容易出现故障的部位开展重点检修，降低其故障概率。而且要加强日常维护，排查现场是否存在烧焦、电缆偏移、夹板松动、轴承异响等问题，及时发现和排除故障，保障系统的稳定运行。

5结语

在现阶段大规模开发风能和建设风电场的过程中，由于风电机组运行中的电气工程自动化系统受到多种问题的制约而表现出稳定性差和质量、经济性、安全性低等问题。这就需要预防和解决系统运行中的故障，并加强技术和资金投入来提升此系统的运行效率，保障人们的正常用电。

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