风力发电机组控制及运行维护技术
陈永迅
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

陈永迅,. 风力发电机组控制及运行维护技术[J]. 发电技术与研究,2024.4. DOI:10.12721/ccn.2024.157433.
摘要:
风力发电方案的应用效果良好,而实际能够将风能转化为电能的关键就在于对风力发电机组的合理应用。新时期,有效的风力发电技术方案有很多,每种技术有不同的特点,不同技术对风力大小以及风速高低也有不同的要求。要合理选择技术,就需要了解每种技术的运行原理,并应当有序做好对风力发电机组的控制工作。重点要落实对机电设备的运行维护管理工作,降低设备故障问题的发生率,降低故障造成的损失。
关键词: ​风力发电机组设备安全控制运行维护
DOI:10.12721/ccn.2024.157433
基金资助:

在风力发电技术水平不断提升的当下,大部分自然气候条件允许的地区,都会优先选择在发电过程中使用风力发电技术,这需要结合技术特点,提前安装发电机组。并根据机组的基本构造,做好设备管控和运行维护管理工作,主要目的是保障设备运行安全与稳定。

1.风力发电机组控制工作的主要任务及具体方法

常规控制工作主要是管控机组的运行状态,要关注发电时,各个设备是如何运作的,明确发电的原理。及时做好风险预估工作,并制定应急管控方案。

1.1定桨距

主要用于解决并网、运行控制等方面的问题,包括以下技术:软并网、自动解缆和空气动力刹车。安装过程中,桨叶节距角已确定,机组转速主要由电网频率来控制,而输出功率则由桨叶自身基本性能控制。如果风速超过额定转速,则桨叶可以采用失速调节将功率控制在一定范围内,依靠叶片特殊结构,在遇大风后,从叶片背面经过的气流将出现紊乱,影响叶片的气动效率,对能量的捕获造成限制,最终产生失速。考虑到失速为典型的气动过程,十分复杂,当风况较不稳定时,难以准确得出实际的失速效果,因此在超过MW级的机组中往往很少使用。

1.2变桨距

在空气动力学方面,如果风速相对较高,则可通过对气流的改变和桨叶节距的调整来改变机组动力转矩,确保输出功率可以保持平稳。通过对变桨距这一调节方式的应用,能使输出功率的变化曲线保持平滑。阵风情况下,基础、塔筒和叶片冲击比之前提到的失速调节小,能减少材料实际利用率,并减轻机组的整体重量。这一控制方法的缺点在于必须要有一套完善且复杂的机构来实现变桨距,能对阵风有极快的响应速度,以此从根本上减小或避免因风力波动产生的功率脉动。

1.3失速发电

在低风速情况下,通过对变桨距技术的应用来提高气动效率,在风机功率达到额定值后,按照与变桨距调节相反的方向,对桨距进行改变。该调节方式会使叶片攻角产生变化,使失速现象更加深入,确保功率输出保持平滑。因此,主动失速/混合失速发电方式的综合运用,对于管控发电速度和效率有着较高价值。

1.4变速运行

叶轮伴随风速实际变化对旋转速度进行改变,使叶尖速比始终保持在最佳状态,确保风能利用系数可以达到最大。相较于其它形式的风力发电机组,该技术可在低风速情况下,以风速变化为依据,获得理想的风能。并在高风速情况下,充分利用转速变化产生的能量来提高系统柔性,以此使输出功率始终处在平稳状态下。

1.5智能技术

在操控风力发电机组,合理发挥各项技术的使用功能,展开新能源发电工作的过程中,可以结合现代化信息技术的发展情况,智能管控设备的运行状态。这项工作主要依靠物联网技术和大数据技术,物联网可以将机电设备与计算机装置连接起来,大数据技术则主要用于处理计算机采集到的数据信息。新时期,使用这种技术方法可以对机组运行情况、发电、供电情况进行可视化、集中化的管理。能够有效降低发电机组的控制难度,是目前应用频率较高,反馈效果较好的一种技术方法。使用这项技术,需要完善计算机基础设施建设,并应当确保负责监控管理机组运行状态的员工,能够掌握计算机技术的灵活操作方法。

2.合理制定风力发电机组运行维护工作方案

所有机电设备都有一定的使用寿命,而基于发电机组的采购成本比较高,而且如果设备在运行期间出现故障,会直接影响发电、供电工作的稳步开展情况。所以,这要求电力企业在日常科学制定对机组设备的运行维护计划。

2.1日常定期维护

运行维护工作指的是进行设备的维修及管理,首先,应建立规范的管理机制,组建专门的管理部门落实好日常的维修任务。要求维修人员每日定时完成对设备运行状态的常规检查,一般在设备运行前,要进行设备试运行操作。在设备停机后,检查电源是否断开,进行基本的设备清灰处理。其次,为了检查日常运维管理工作的开展情况,应当要求工作人员记录每日的设备维护情况,将这些数据整理成报表的形式,方便分析出维护工作是否存在不足之处,创新和优化维护方案,并及时找出设备的运行风险问题,制定有效的解决对策。

2.2应急管理计划

风电机组具有持续运行时间较长、体积与自重大等特点。在常规维护管理工作的基础上,还应当制定一套科学的应急管理计划,方便在遇到突发问题时,可以有序处理问题,降低故障造成的损失。这需要先结合风力发电机组的实际运行管理经验,了解常见的故障问题类型,确定容易出现故障的机组组件种类,找出引发故障的根本原因,制定防范方案;并做好维修管理团队的技术培养工作,这样才能达到保障机电设备稳定运行的目的。

2.3临时抽检工作

除了常规的以保养为基础的检修工作之外,还要随时采取抽检政策,通过临时抽查的方式,观察维修团队是否认真完成了本职工作。避免员工出现工作态度不端正的问题,影响设备的运行安全。同时,抽检工作不仅要关注设备表面存在的问题,还需要细致、深入的检查设备内部构件的连接情况,了解零部件的更换频率和磨损程度。这涉及到停机检查的环节,基于停机检查需要暂停风力发电工作,而目前市场上对电能的使用需求比较高,为了不因为运行维护工作而影响发电效率,可以设置备用机组。在主设备停机检修时,启动备用设备,保证发电工作不会受到影响。

2.4运行维护要点

针对风力发电机组进行运行维护工作时,有一些注意事项需要遵守。首先,应当确保运维管理工作方案具有可行性的特点,要根据机械设备型号、发电工作量和外部环境因素,找到会对设备运行状态造成影响的因素。其次,应研究如何减轻运行维护工作压力,这个环节也可以融合信息技术手段,展开远程维护、智能维护工作。但是,应注意:信息技术只是辅助维修管理工作的一种手段,不能过分依赖这项技术。还是要以人工实际展开设备维修、保养工作的方式,排查设备故障问题,保障设备的使用安全。最后,运行维护环节涉及到人力、物力的投入,要做好成本管理工作。并应当不断总结维护工作经验,找到创新技术方案的可行对策。

结语:在风力发电机组的控制工作中,可以首选智能技术及设备,进行自动化、智能化的管控工作。具体细化管控工作任务时,要确定发电技术类型。常见的有定桨距、变桨距发电以及失速、变速发电。要确定技术优缺点,研究融合各种技术应用优势,提升发电效率的方法。同时,应当做好日常的定期维护工作,记录维护报告;并通过拟定应急管理计划,展开临时抽检工作,规范维修团队的工作行为,确保维修管理工作效果能够有效发挥出来。

参考文献:

[1]田川,崔帆.风力发电机组运行维护技术的探讨[J].工程技术:全文版,2016(6):179.

[2]赵俊文.试论风力发电机组控制方法改进策略研究[J].2021(2014-16):125.

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。