發(fā)布時(shí)間：2020-10-15所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：與其他發(fā)電方式相比，風(fēng)電發(fā)電的應(yīng)用效率較高。但風(fēng)力發(fā)電的環(huán)境相對較差，目前風(fēng)電行業(yè)發(fā)展尚未完善，風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行與維護(hù)有巨大的發(fā)展空間。然而風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中會(huì)遇到各種安全性問題，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組安全事故頻發(fā)，加強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的安全性保護(hù)勢在
摘要：與其他發(fā)電方式相比，風(fēng)電發(fā)電的應(yīng)用效率較高。但風(fēng)力發(fā)電的環(huán)境相對較差，目前風(fēng)電行業(yè)發(fā)展尚未完善，風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行與維護(hù)有巨大的發(fā)展空間。然而風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中會(huì)遇到各種安全性問題，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組安全事故頻發(fā)，加強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的安全性保護(hù)勢在必行。基于以上原因，本文分析了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行現(xiàn)狀，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行展開探析，并探討保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行的保護(hù)技術(shù)，以期促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;機(jī)組運(yùn)行;安全控制
1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分析
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行需要借助風(fēng)力，以風(fēng)力推動(dòng)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)風(fēng)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)的持續(xù)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，這就是風(fēng)電機(jī)組發(fā)電的工作原理。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能，通過變流器轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定輸出的電能，通過升壓變壓器將風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的電能輸送至供電線路，進(jìn)而為生活用電以及工業(yè)用電提供電力保障。
在科技不斷進(jìn)步的當(dāng)下，風(fēng)電技術(shù)得以優(yōu)化與完善，目前變槳距技術(shù)應(yīng)用率較高，其可在風(fēng)速變化下實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的改變，并在變流技術(shù)作用的輔助下控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)距，進(jìn)而在保持電流、頻率不變的情況下最大化提高發(fā)電效率[1]。
2當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行現(xiàn)狀
2.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組事故頻發(fā)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，輪轂內(nèi)變槳驅(qū)動(dòng)有可能會(huì)出現(xiàn)故障，功率變流器也會(huì)出現(xiàn)問題，或在機(jī)組偏航時(shí)出現(xiàn)偏航速度、偏航角度偏差等問題，雖可采用多次復(fù)動(dòng)或設(shè)備重啟等方式確保機(jī)組運(yùn)行的恢復(fù)，然而多次復(fù)位也會(huì)使風(fēng)能的利用率受到影響，短時(shí)間內(nèi)多次啟停會(huì)使風(fēng)機(jī)利用率降低，也會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命。
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同時(shí)，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳電機(jī)或齒輪箱等重要部件出現(xiàn)故障問題，必須要停機(jī)進(jìn)行設(shè)備檢修，由專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)備的維修與零件的更換，不僅維修工作任務(wù)繁重，還需停機(jī)較長時(shí)間才可恢復(fù)設(shè)備的正常運(yùn)行，會(huì)增加機(jī)組維護(hù)成本，降低風(fēng)機(jī)的發(fā)電量，影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)收益。
2.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組核心部件的損壞率較高
在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，如果核心部件出現(xiàn)損毀，將會(huì)對其運(yùn)行安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響，通常齒輪箱、發(fā)電機(jī)以及輪轂變槳驅(qū)動(dòng)等重要部件應(yīng)用次數(shù)較多，易出現(xiàn)故障，維修及維護(hù)成本相對較高，并且在零部件更換后還需進(jìn)行繁瑣的調(diào)試工作，如更換的部件不合適或損壞，不僅需再次維修，還需投入大量的維修成本。
3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行分析
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝于野外，其運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，并且難以通過人力作用進(jìn)行風(fēng)速、風(fēng)向的調(diào)整，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)所承受的外部壓力較為復(fù)雜，因此，外界環(huán)境因素的影響會(huì)對風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來不利影響[2]。
在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造時(shí)應(yīng)用的主要是金屬結(jié)構(gòu)材料，需對其進(jìn)行嚴(yán)格的檢測，以確保材料具有較強(qiáng)的溫度變化抵抗能力以及抗防腐能力，并對其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理優(yōu)化，以此提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行壽命。
由于風(fēng)電機(jī)組需24小時(shí)運(yùn)行，并屬于自動(dòng)控制的運(yùn)行方式，因此也應(yīng)設(shè)計(jì)與之相匹配的自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)。具有可編程功能的控制器(PLC)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中安裝了控制系統(tǒng)以及傳感器，同時(shí)還包含下屬執(zhí)行機(jī)構(gòu)。傳感器的作用是對發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行感知及反饋，而PLC則會(huì)在機(jī)組各個(gè)指標(biāo)出現(xiàn)異常情況時(shí)進(jìn)行邏輯判斷并及時(shí)處理，控制器起到的是對各個(gè)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(fēng)力發(fā)電機(jī)組能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能否穩(wěn)定與安全運(yùn)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(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用的都是安全鏈保護(hù)系統(tǒng)，這種運(yùn)行系統(tǒng)較為獨(dú)立，現(xiàn)多數(shù)整機(jī)廠家的安全鏈保護(hù)系統(tǒng)采用的是單回路結(jié)構(gòu)，各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)，一旦機(jī)組出現(xiàn)安全故障，單回路將會(huì)自動(dòng)觸發(fā)開關(guān)而斷開安全鏈保護(hù)回路，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對其安全保護(hù)[3]。
變槳距的調(diào)整是控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的主要方式，通過對變槳距的控制可以降低風(fēng)電機(jī)組葉片承受的負(fù)荷，進(jìn)而減少機(jī)組載荷。在機(jī)組中止運(yùn)行時(shí)，槳葉角位置將會(huì)改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對機(jī)組的安全保護(hù)。
4保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行技術(shù)的應(yīng)用對策分析
4.1提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝質(zhì)量
整機(jī)安裝是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行之前的重要環(huán)節(jié)，良好的安裝質(zhì)量，可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率更高，使之安全運(yùn)行得以保障，進(jìn)而將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益完全展現(xiàn)出來。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常安裝于戶外地勢較高處，安裝過程中較為困難[4]。
安裝過程中，必須加強(qiáng)對各個(gè)部件的控制，需嚴(yán)格對重要的連接點(diǎn)進(jìn)行排查，特別要加強(qiáng)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(jī)出現(xiàn)故障問題將會(huì)導(dǎo)致連接處出現(xiàn)虛接、接觸不良、短路起火等現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的火災(zāi)事故發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，為發(fā)電企業(yè)帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)損失[5]。
4.2加強(qiáng)設(shè)備巡檢管理
系統(tǒng)的運(yùn)行狀況取決于控制系統(tǒng)軟硬件的應(yīng)用情況，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，工作人員必須在控制室內(nèi)對各個(gè)機(jī)組的運(yùn)行情況進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，并對其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，定期到運(yùn)行現(xiàn)場進(jìn)行巡檢，以確保風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行無異響。將軟硬件系統(tǒng)的檢查納入到日常檢查項(xiàng)目當(dāng)中，定期進(jìn)行系統(tǒng)軟硬件參數(shù)的測定，加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)與檢修工作，從主動(dòng)預(yù)防入手，減少設(shè)備故障問題的發(fā)生。
4.3制定緊急狀況的應(yīng)對措施，減少緊急事故的影響
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝于戶外環(huán)境，自然災(zāi)害的發(fā)生會(huì)對其運(yùn)行安全產(chǎn)生不利影響，因此，應(yīng)采取有效的對策加強(qiáng)對機(jī)組的電壓保護(hù)，并對雷電接收傳導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與完善[6]。
4.4 加強(qiáng)風(fēng)機(jī)的合理化設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)失誤
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。涉及專業(yè)包含電氣、控制、機(jī)械、空氣動(dòng)力學(xué)、仿真學(xué)、振動(dòng)等多個(gè)專業(yè)，涉及專業(yè)多而廣。各專業(yè)需根據(jù)自身專業(yè)特色，明確分工，并加強(qiáng)各個(gè)專業(yè)之間的相互協(xié)調(diào)與配合。建立快速處理機(jī)制，從風(fēng)機(jī)的源頭設(shè)計(jì)上做好各個(gè)專業(yè)的分工，有問題及時(shí)處理，進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)方案，確保整機(jī)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確無誤，最大限度的減少設(shè)計(jì)失誤。
4.5加強(qiáng)機(jī)組齒輪箱與發(fā)電機(jī)的日常維護(hù)管理
發(fā)電機(jī)、齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要結(jié)構(gòu)組成，加強(qiáng)對發(fā)電機(jī)、齒輪箱的日常維護(hù)與保養(yǎng)，可以確保機(jī)組的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。
日常檢查中，要對齒輪箱的油位及油色進(jìn)行檢查，以免其出現(xiàn)漏油及油質(zhì)出現(xiàn)問題，同時(shí)要查看風(fēng)機(jī)運(yùn)行中是否出現(xiàn)異響，風(fēng)機(jī)出現(xiàn)異響有可能是軸承損壞、嚙合損壞、部件松動(dòng)、油泵損壞等問題。還需檢查齒面，以免其出現(xiàn)不平整現(xiàn)象或發(fā)生不明震動(dòng)或異響的情況。
日常檢查中，要對發(fā)電機(jī)的潤滑系統(tǒng)、碳刷、連接螺栓、電纜等進(jìn)行檢查，以免發(fā)電機(jī)出現(xiàn)潤滑不暢、磨損、螺栓松動(dòng)、電纜松動(dòng)及磨損情況。要定期更換潤滑油脂及碳刷。
結(jié)語
歷經(jīng)多年的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的研究逐步深入，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定與長效的發(fā)展。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障頻發(fā)，進(jìn)而使其運(yùn)行狀況受到了不利影響。面對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的隱患問題，應(yīng)采取有效的技術(shù)手段進(jìn)行安全維護(hù)，從事前預(yù)防入手，減少發(fā)電機(jī)組的故障隱患，使之運(yùn)行過程中的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率得以降低，進(jìn)而為風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行提供保障，推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的穩(wěn)步發(fā)展。——論文作者：郭自濤
