风力发电机机组的运行维护技术

贾艳冬

（国华（通辽）风电有限公司内蒙古通辽028000）

摘要：现今世界能源匮乏，使得人们一直寻找新的，可以再生的能源作为多年后主要能源。风能作为一种可再生能源，有着清洁、没有污染和安全的特点，不会给环境带来严重的破坏，就全世界人类发展、延续有着十分重要地意义。下面就结合作者实际工作经验，简要的分析风力发电机组的运行维护技术，以供借鉴参考。

关键词：风力发电机；机组运行；维护技术

前言：因为风电行业的发展时间相对较短，各标准的不够完善，风电场所存在的地理位置也较为偏僻，机组的分散，运行环境的恶劣等，使得风电机组的运行维护工作存在着诸多问题，加强风力发电机组稳定的运行十分重要。

1风力发电的概述分析

风力发电是一种可以再生的清洁能源，建设的周期较短，装机容量的灵活，可靠性高，运行维护便利，实际占有面积小，单机的容量小，在当前得到广泛的应用。风力发电机分类按照其容量可以分为水平轴、垂直轴风力发电机组，水平轴的风力发电机是当前各国发电机最成功的一种，优点在于风轮能够直接架设至离地面较高的地方，进而减少因为地面风向风、速扰动对风轮动态特点影响。

1.1风机机舱。机舱是风力发电机组的关键设备，包括齿轮箱、发电机、控制设备等。

1.2风轮轮毂。叶片安装在风机轮毂上称作风轮，它包括叶片、轮毂、主传动轴、变桨电机等。风力发电机组里最关键的部件之一是叶片，大部分转子叶片用玻璃纤维强化塑料（GRP）制造。低速轴是将转子轴心与齿轮箱连接在一起，由于承受的工作扭矩较大，其转速一小于50r/min，由40Cr或其它高强度合金钢制做而成。

1.3风机增速器。风机增速器就是齿轮箱，是风力发电机组的关键部件之一。

1.4风机联轴器。齿轮箱与发电机之间是用联轴器相连接的，通常把联轴器与制动器设计在一起。

1.5风机制动器刹车装置。制动器是使风力发电机停止转动的装置，也称刹车制动装置。

1.6风机的发电机。风力发电机组中最关键的部件之一是发电机，它的性能好坏直接影响整机效率和可靠性。

1.7塔筒塔架。风电机组塔筒塔架是支撑风力发电机组的支架。

1.8调速装置机构。风机的转速会随风速的变化而变化。为了使风机轮运转正常平稳所需要额定转速下的装置称为调速装置系统，调速装置只在额定风速以上时调速工作。

1.9风机调向（偏航）装置。调向偏航装置是使风轮正常运转时一直对准风向迎风的装置。

1.10风力发电机组的微机控制系统。微机控制系统属于离散型控制，按设计程序给出各种指令实现自动启动、运行中机组故障的自动停机、过振动停机等的自动控制。自我故障诊断及微机终端故障输出需维修的故障，风电场的机组群可以实现光纤联网管理、出现故障的风机会在变电站控制电脑总站的微机终端和显示器上读出、调出程序和修改程序等，现代风力发电机实现了现场无人职守的自动控制。

1.11风机电缆扭缆计数器。风电机沿一个方向偏转太长时间时，电缆将越来越扭曲，导致电缆扭断或出现其他故障。因此风力发电机配备有电缆扭曲计数器，并有自动报警装置和自动解缆装置。

2加强风力发电机机组运行维护的措施

2.1风机机组运行分析

风力发电机机组控制系统主要是采用了工业微处理器计算机进行控制，由多个CPU并列运行，经过光纤通信线路与计算机的相连，进行了远程的控制维护。因此，风机运行实际上就是进行远程故障的排除、运行数据的统计分析、故障原因的分析。

2.1.1风机远程操作的故障排除：风电机的大部分故障可以进行远程复位控制和风机自动复位控制。风机的运行稳定和电网质量好坏是息息相关的，为了进行双向保护，风机设置了多重保护故障，如电网电压高、低等，这些故障是可自动复位的。由于风能的不可控制性，还有温度的限定值也可自动复位。

2.1.2.风机运行数据统计分析。通过运行数据的统计分析，可对运行维护工作进行考核量化，也可对风电场的设计，风资源的评估，设备选型提供有效的理论依据，对风电场运行设备在运行中发生的情况进行详细的统计分析是风电场管理的一项重要内容。其主要内容有：风机的月发电量，场用电量，风机的设备正常工作时间，故障时间，标准利用小时，电网停电，故障时间等。发电量统计报表，是运行工作和维护工作的重要内容之一，功率曲线数据统计与分析结果，对风机提高出力和可利用率上提供实践依据。通过对风况数据的统计和分析，掌握风机随季节变化的出力规律，并以此可制定合理的定期维护工作时间表，减少对风资源的浪费。

2.1.3风机常见故障原因分析

通过对风机的故障深入的分析，可以减少排除故障的时间或防止多发性故障的发生次数，减少停机时间，提高设备完好率和可利用率。

2.2风机维护

2.2.1定期维护检修

定期检修维护工作的主要内容有：风机所有联接件之间的螺栓力矩检查（包括电气连接），各传动部件之间的润滑油脂和各项功能测试自检。定期维护可以让设备保持最佳期的运行状态，并延长风机的使用寿命。在风机运行中时，各联接部件的螺栓长期运行在各种振动的合力当中，极易使其松动，为了不使其在松动后导致局部螺栓受力不均被剪切，我们必须定期对其进行螺栓力矩的检查。润滑系统有稀油润滑（或称矿物油润滑）和干油润滑（或称润滑脂润滑）两种方式。风力发电机的齿轮箱和偏航减速齿轮箱采用的是稀油润滑方式，维护方法是补加和采样化验法，这些部件由于运行温度较高，极易变质，导致轴承磨损。

2.2.2风机日常维护检修

风机在运行中，经常会出现一些故障必须到现场去处理，有时候我们就可顺便进行一下常规的维护工作。首先要仔细检查风机内部的安全平台和梯子是否牢固，升降机是否工作正常，塔筒里的照明是否良好，液压站的表计压力是否正常液压油及齿轮箱油位是否在正常位置，转动部件与旋转部件之间有无磨损，齿轮油及液压油的滤清器的指示是否在正常位置及运转声音等。第二是听，听一下控制柜里是否有放电的声音或异常声音，有声音就可能是有接线端子松动，或接触不良，须仔细检查，听偏航时的声音是否正常，有无干磨的声响，听齿轮箱有无异响，听刹车闸盘与闸垫之间有无异响，听发电机的工作声音和轴承有无异响，听叶片的切风声音是否正常。第三，工作后要清理干净工作现场，便于今后工作中观察有无泄漏。

3结束语：

总而言之，以上所述的常规维护检修并不是十分的完全，我们必须仔细、认真的做好各阶段的工作，尽早的发现故障和及时的处理，进而避免故障隐患的出现，提升设备使用可利用率和完好率。若想真正的做到风力发电机组的运行维护工作，我们必须加强其风力发电机组的相关理论知识的深入研究，并且做好各维护记录，对其风机多发性，重复性的故障进行深入的研究，并且对其进行有效的预防和故障的处理，防范未然，进而达到运行维护的目的。

参考文献：

[1]李文博等，风机变桨系统仿真研究[M].计算机仿真，2011年（5）

[2]李建林等，基于欧姆龙PLC的风电机组变桨距系统[M].国内外机电一体化技术，2010年（3）

[3]贾晨霞.浅谈风力发电机组控制技术[J].科协论坛（下半月），2013（12）：171-172.

[4]谭芝，陈众，汤敏，李奇，鲁晶.风力发电机组偏航优化控制方法[J].电力学报，2014（1）：66-69.

[5]王剑彬，付小林，孔朝志.风力发电机组控制策略优化分析[J].内蒙古电力技术，2013（4）：47-50.

[6]辛海升，田德，陈松利，孙云峰.小型风力发电机噪声产生机理的分析[J].内蒙古农业大学学报（自然科学版），2013（1）.

[7]陈家伟，陈杰，龚春英.变速风力发电机组恒带宽最大功率跟踪控制策略[J].中国电机工程学报，2012（27）.

[8]刘克.实用马尔可夫决策过程[M].北京：清华大学出版社，2010.