引言
近年來隨著環境的污染, 作為新能源風力發電將被廣泛的運用于各個行業, 風力發電場一般均在比較偏遠的地帶, 在惡劣的環境下, 對于風力發電機組的復雜多變的故障問題以及難以統一信號的監測技術難題, 從風力發電機故障較多的地方入手, 在依據不同監測下的數據為切入點, 分析風力發電機組在發電過程中常出現的問題, 對于風力發電機的監測和故障技術問題更深入的研究。
一、風力發電機組的故障特點
風力發電場的的位置大多為一些偏遠地區和高山上, 惡劣的自然環境、風速多變以及外部載荷的不穩定長期影響對于風力發電機組內部的部件很容易引起故障。而風發電機組的故障一般都是主要有齒輪箱、發電機、變頻器三部分的故障。我們主要是對于風力發電機組中發電機部分做主要的研究, 風力發電機組的發電機一般故障有發電機軸承過熱、發電機運行時的振動過大以及發電機機身的溫度過高等方面的故障。經過長時間的研究發現, 造成以上故障的主要原因是軸承損壞、定子繞組的絕緣損壞以及轉子的平衡問題等原因。對于不同的故障問題以及部件應采用相適應的處理方法, 是對其進行最有效的狀態監測和故障診斷的有效措施。
二、狀態監測與故障診斷的系統的基本結構
風力發電機組的監測與故障診斷依賴于現代化計算機技術以及電氣技術的有效結合, 計算機的控制系統可將信號的采集、監測、分析等融合為一個一站式的監測系統。通過對風力發電機組的溫度、振動以及壓力的數值與標準數值進行對比分析, 能夠有效的掌握發電機組的運行狀況, 同時可以根據數據的分析對風力發電機組出現的故障并提出相應的解決措施。風力發電機組的監測與故障的診斷系統的工作模式主要是對信息的收集--信息的處理--信息的分析--判斷信息的準確性--診斷的結果以及相應的措施。對于信息的處理和收集是基于前期對發電機組安裝或進行周期性的檢測, 在檢測設備對于檢測到的信號傳輸給計算機控制系統對于信息進行分析, 從而得出相應的結果。由始至終都有計算機對信息進行分析和處理。
三、風力發電機的檢測診斷技術
3.1直驅式風力發電機
直驅式風力發電機, 是一種由風力直接驅動發電機, 亦稱無齒輪風力發動機, 這種發電機采用多極電機與葉輪直接連接進行驅動的方式, 免去齒輪箱這一傳統部件。由于齒輪箱是目前在兆瓦級風力發電機中屬易過載和過早損壞率較高的部件, 因此, 沒有齒輪箱的直驅式風力發動機, 具備低風速時高效率、低噪音、高壽命、減小機組體積、降低運行維護成本等諸多優點。
直驅型風力發電機組沒有齒輪箱, 低速風輪直接與發電機相連接, 各種有害沖擊載荷也全部由發電機系統承受, 對發電機要求很高。同時, 為了提高發電效率, 發電機的極數非常大, 通常在100極左右, 發電機的結構變得非常復雜, 體積龐大, 需要進行整機吊裝維護。且永磁材料及稀土的使用增加了一些不確定因素。
3.2發電機
發電機是風力發電機機組的核心零部件。發電機的功能是將有風力帶帶動風葉旋轉的機械能轉化為電能的, 發電機的正常運行是保障風能轉化為電能的基礎。發電機長期處于電磁交互的環境下, 從而造成發電的故障主要有發電機運行的振動過大、發電機過熱以及定子線圈短路等多樣問題。根據發電機的常出現故障以及故障問題的總結, 對于發電機故障的診斷方法是基于定子與轉子的電流、電壓信號以及輸出功率的狀態。通過定子電流信號的分析可將發電機的故障進行識別從而快速判斷出故障。
3.3葉片
葉片是風力發電機組中一個必不可少的組成部分, 它就想鳥兒的翅膀帶動其飛行, 它是帶動發電機運動的主要部分。一個葉片的長度一般在40米左右, 體積較大一般都是纖維增強復合材料, 一旦發生故障不僅會對發電造成影響同時也會對發電機組帶來不可估計的損傷。葉片常年在外線風吹日曬更有些地區的環境惡劣對于葉片的表面會有一定的腐蝕, 甚至有些部分還伴隨一些裂縫。對于葉片的故障主要是對其進行受力的分析, 基于葉片在故障的運行效果與正常時的運行是完全不同的, 我們對葉片的檢測主要是利用光纖的光柵傳感器對葉片的應力應變的變化范圍進行分析。分析的結果從而得出葉片的運行狀態, 光纖光柵傳感器在惡劣環境中的運用是比較適合的。這也是選用它的主要原因。
結語
風力發電機組的檢測以及故障診斷是通過計算機系統、電氣系統、控制系統等多個系統的融合的人工智能的結晶, 在我國眾多的風力發電場可整合到一個監控系統中, 在一個監測系統中可檢測到全國各地的發電廠是否在正常的運行。我們要收集故障的數據根據不同地區不同條件研發出適合當地環境條件下發電的發電機組部件, 有效的從根本上解決故障的發生提高零部件的使用壽命增加發電的周期, 同時要結合先進技術來提高監測技術的精度, 對故障的發生可以及時應對。更大程度的提高我國對于發電機組的監測和故障診斷技術。
摘要：隨著新能源的不斷發展, 風能發電是目前較為環保的有綠色的發電方式。由于風力發電的設備處在各種環境中, 風力發電機發生故障已經是習以為常, 在惡劣的環境下對于故障的維修也是比較困難的, 風力發電機組狀態的監測和故障的診斷一直以來就是一個技術難題, 能夠對風力發電機組狀態的實時監測能夠及時的發現潛在的故障, 最小的降低造成的損失;從而對于風力發電機組的故障能夠提供有效的數據參考, 對于故障可以更快的處理。因此降低風力發電機組的故障需要很大程度突破風力發電機的監測和故障診斷技術。
關鍵詞：風力發電,新能源,發電機
參考文獻
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