1、中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 40 风电机组的日常运维及检修技术分析 李 雄 国电电力湖南新能源开发有限公司，湖南 长沙 410000 摘要：摘要：近年来,我国对电能的需求不断增加,风电工程建设也在不断增加.导致风电机组出现故障和风能利用效率较低的原因很多,如风电机组的主控、变桨、电流器等不同的电器设备都极易出现各种故障,这就需要针对不同的问题给出相应的解决办法.因此,文章首先分析常见风电机组可靠性状态分类,其次探讨风电机组的系统运维,可为后续维护工作提供必要的技术支持.关键词：关键词：风电机组；日常运维；检修技术 中图分类号：中图分类号：TM315 1 风力发电机组的常见故障分析简述
2、 风力发电机组操作在恶劣环境中很常见，如强风、风暴、极端温度、大量灰尘和颗粒物的侵蚀等。这些因素可能对风力发电机组造成严重的损害。例如，在高风速环境下，叶片可能承受过大的压力，导致叶片破损；在极端温度条件下，设备的润滑系统和电气元件可能出现故障；而灰尘和颗粒物的侵蚀则会导致机械磨损和故障。风力发电机组的多个设备构成了其正常运转的关键部分。主控系统、变桨系统、齿轮箱、发电机和叶片等设备对于维持风力发电机组的正常运作至关重要。它们的正常工作保障了风力发电机组设备的可靠性和高效性。因此，对这些设备进行日常维修和故障检测处理变得至关重要。主控系统是风力发电机组的核心，负责监测和控制整个系统的运行。它需
3、要保证相应的传感器、控制器、数据采集系统等设备正常工作，以及与电网的连接和通信稳定。变桨系统用于调整引导叶片的角度，以适应不同风速和风向条件，变桨系统的正常工作对于优化风能利用至关重要。齿轮箱是风力发电机组传动系统的核心部件。它将叶片转速传递到发电机，使机组产生稳定的电能输出。发电机是将风能转化为电能的核心设备，维持发电机的绝缘、冷却和电气连接的良好状态是确保风力发电机组高效发电的关键。叶片是风力发电机组中直接受到风力影响的组成部分，日常巡护检修工作对于保障风力发电机组的正常使用状态至关重要。2 常见风电机组可靠性状态分类 不同厂家对于风电机组状态分类及分析判别方法存在差异。为了实现统一监控与
4、分析，结合风电机组厂家提供的状态和遥测、遥信数据，可以对风电机组状态进行标准化处理。常见的风电机组状态有 13 种，包括通讯中断、维保停机、维修停机、限电运行、限电停机等。根据 发电设备可靠性评价规程第 6 部分：风力发电机组第 4 部分给定的分类，风电机组状态可以分为以下几种：全出力运行状态（正常运行、低风待机、高风切机）、降出力运行状态（告警运行、限电运行）、备用状态（风电机组解缆、外部原因停机、限电停机、环境原因停机，包括覆冰停机）、计划停运状态（维保停机）以及非计划停运状态（维修停机、故障停机）。通讯中断是唯一没有对应分类的状态。风电机组状态可分为可用状态和不可用状态，通过人工判定和补
5、录相关信息确保状态录入的完整性。3 风电机组的日常运维和检修工作内容 3.1 风机日常检修维护 风力发电机通常被安装在自然环境恶劣的地区，这是因为在此类地区风资源较为丰富，能够为风力发电提供可靠的动力来源。然而，由于自然环境的不可预测性，风电机组在日常工作中可能会遇到各种异常情况，这可能导致设备出现故障或损坏，进而影响整个风力发电站的正常工作。因此，为了确保风力发电站的运行稳定和设备的可靠性，定期进行巡视检查就显得非常重要。工作人员应定期对风电机组进行维护和检修，及时发现和解决潜在的问题，以防止故障的发生。巡视检查不仅包括设备的外观观察，还要进行各种参数的监测，例如风速、转速、温度等，以确保设
6、备的运行状态在标准范围内。此外，巡视检查还需中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 41 要关注风力发电机周围的环境因素，例如周边地形、植被覆盖情况等。检查过程中，应特别注意清理可能堆积在风电机组上的杂物，如积雪、灰尘、树叶等，这些杂物可能会影响风电机组的运行效率，并且在长期运行过程中也可能会对设备造成损害，定期的巡视检查对于风力发电站来说是至关重要的。通过及时发现和解决潜在的问题，可以确保风电机组的正常运行，并最大程度地延长设备的使用寿命，从而提高风力发电站的发电效率和可靠性。3.2 日常维护 在风力发电机巡视检查中，需要关注多个方面以确保风电机组的正常运行。首先，要对风机的运行情况进行检查，
7、确认是否存在异常。这包括检查扭缆系统是否有缠绕情况，以及叶片是否出现破损或变形等问题。这些问题可能会影响风力发电机的性能和安全性，因此需要及时发现并处理。其次，巡视检查还需要关注风电机组的润滑系统。润滑系统的正常运行对于风力发电机组的长期稳定运行非常重要。检查润滑系统是否有漏油情况，确保润滑油的充足和正常循环，以保证风力发电机组各个部件的摩擦和磨损在可接受范围内。最后，要检查风机连接的螺栓和避雷系统的接触情况。螺栓的松动可能会导致设备振动或不稳定，因此需要紧固并确保其可靠性。避雷系统的良好接触能够有效保护风力发电机组免受雷击损坏，因此需要检查接地线的接触情况，并确保其正常工作。3.3 定期维护
8、 为了确保风力发电机组的稳定运行和延长设备寿命，技术人员需要按照风机的运行规律制定定期的维护计划。在制定维护计划时，需要根据制定的规则和标准，对所有风机进行及时检查和维修。在每次维修时，技术人员应该认真记录维修的详细过程和结果，并及时进行归档整理。这将为后续的维修工作提供重要的参考和依据，同时也有助于形成完善的维护记录和维修案例库。一般而言，风电机组的维修一般每半年或每年进行一次。这样的频率可以在不影响风力发电机组正常运行的前提下，及时发现和修复潜在问题。技术人员需按照规定的时间节点进行维修，确保维修工作的及时性和准确性。维修工作的内容包括但不限于检查风机的各个部件、更换磨损严重的零部件、润滑
9、系统的清洁和润滑、调整和校准传感器等。技术人员必须具备专业知识和丰富的经验，以确保维修工作的质量和效果。通过定期的维护检修，可以有效地预防和解决风力发电机组的故障问题，保证其正常运行和高效发电。同时，规范的维护工作还可以延长设备的使用寿命，降低运营成本，提高风力发电的可靠性和经济性。4 风电机组的检修技术应用 4.1 状态检测技术 随着全球风电装机容量的增加，风电场越来越倾向于采用预防性维修方式，以避免事后维修的不足。然而，目前的定期检查和评估方式存在检查费用高、停机检修和人工进入风电机组等问题，难以准确预估设备的运行情况。风电机组的状态检测技术可以根据其技术特点分为以下四种类型：（1)机械状
10、态检测技术：这种技术主要通过对风电机组的振动分析、油液检测和热成像检测等手段，来监测和评估机组的机械状态。例如，通过对机组的振动信号进行分析，可以判断出是否存在异常振动现象，从而及时发现并解决潜在故障。(2）过程参数监测技术：这种技术主要是通过对风电机组的运行过程参数进行实时监测，如转速、温度、压力等，以获取机组的运行状态信息。通过监测这些参数的变化，可以判断机组是否正常运行，以及预测潜在故障的发生。（3）风机性能参数检测技术：这种技术主要通过对风电机组的性能参数进行定时检查，以确保机组能够按照设计规范和要求高效运行。例如，通过测量风机的输出功率、扭矩、转速等参数，可以评估机组的发电能力和效率
11、，并及时发现性能下降或异常情况。（4）物理状态检测技术：这种技术主要利用应变测量、电学效应和传感器自我诊断等技术手段，对风电机组的物理状态进行检查。例如，通过应变测量可以检测叶片和塔架的变形情况，判断是否存在结构疲劳或损伤；利用电学效应技术可以检测设备的电气连接是否正常；传感器自我诊断技术可以实时检测传感器的工作状态，准确获取机组的运行数据。4.2 故障诊断技术 对风电机进行故障诊断的方法同样有多种，主要有传统诊断、数学诊断以及智能故障诊断等方法。（1）传统诊断方法会根据故障的特征和机组的运行参数，结合专家经验和现有的知识体系，进行故障模式的分中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 42 析和判
12、断。通过检测数据的对比和分析，可以找出异常值、异常模式或特征，推测可能的故障原因，并进一步进行具体诊断。（2）数字诊断方法是基于数学模型和数据分析的技术，可以对风力发电机组的运行进行识别和诊断。在数字诊断中，可以利用数学模型对风机模式进行识别。通过建立和分析风机的时序模型，可以检测出异常变化和特征，从而诊断可能存在的故障。同时，可以应用距离测量方法，根据风机传感器数据与已有故障模式的距离进行具体分析，以判断故障类型和程度。（3）智能故障诊断方法通常用于旋转机械故障的诊断，其中包括主传动链上主轴到发电机的故障诊断。这些方法通过利用传感器数据、信号处理和数据分析等技术手段，实现对旋转机械系统各个组
13、件的故障诊断。在智能故障诊断中，常用的方法包括基于机器学习和人工智能的技术。例如，可以使用神经网络、支持向量机、随机森林等算法来训练模型，通过对历史故障数据的学习和分析，实现对未知故障的准确诊断和预测。此外，还可以结合小波分析、频谱分析、能谱分析等信号处理方法，从振动信号、声音信号等多个方面提取特征，以进一步识别和定位机械故障。通过智能故障诊断方法，可以实现对旋转机械系统的故障及其发展趋势的准确判断。这有助于及时采取维修和保养措施，避免故障的扩大和损害机组性能。智能故障诊断方法在提高风力发电机组的运行可靠性和维护效率方面具有重要作用，同时也为风能行业的可持续发展做出贡献。5 风力发电机组的日常
14、检修以及故障处理作业提升策略分析 5.1 提升计划维修策略分析 计划维修是基于风力发电机组的故障规律，制定科学合理的维修计划，并按规定时间范围进行维修，以确保设备的正常运行和降低损耗。该维修方式具备实时性和灵活性，需要对设备状态进行科学分析，并根据需要调整维修进度，以避免重复维修。5.2 风力发电机组预防维修策略分析 预防维修是在设备发生故障之前进行的维修检查活动，可以降低风力发电机组的故障概率和维修费用，但需要注意维修过程的复杂性和影响日常运行效益的可能性，同时通过实践和探索确定最优的预防性维修时间间隔。5.3 风力发电机组的状态维修策略分析 针对风力发电机组的维修作业需要结合设备的运转状态
15、制定维修安排，主要包括状态维修和预防性检修。状态维修需要利用先进的技术设备和专业人员进行故障分析和状态定位，而预防性检修要根据设备的状态进行定期维护，及时反馈运行情况并进行巡查检修，这是风力发电机组维护的关键措施。6 结束语 在风力发电工程中，日常巡护检修工作对于保障风力发电机组的正常运行起着关键作用。随着风力发电领域的不断发展，风力发电机组的维修要求也越来越高。为了有效管理风力发电机组，相关人员需加强巡视检查工作，并建立适应风力发电机组的维修流程，针对主要构件故障进行科学分析，并选择合适的处理方式。只有这样才能保障风力发电机组的正常运行，为清洁绿色能源的发展提供稳定可靠的后勤保障。随着技术的
16、不断改进和创新，智能化、无人化的发展趋势也在推动风力发电机组维修工作朝着更高层次迈进。相信在多方努力的推动下，风力发电工程将更加高效、可靠地为人们提供清洁能源，为可持续发展做出重要贡献。参考文献 1赵君宇,高山,徐路等.考虑台风影响的海上风电机组双层检修策略J.电力建设,2023,44(07):121-130.2陈宏,陈新财,巩晓赟等.基于知识图谱的风电机组诊 断 系 统 构 建 与 应 用 J.郑 州 大 学 学 报(工 学版),2023,7(25):1-8.3成卉,刘勤明,叶春明等.考虑外部冲击的风电机组机会维护策略研究J.工业工程,2023,26(03):159-167.4吴胜峰.大数据技术在风电机组状态监测中的应用J.电子技术,2023,52(05):358-359.5陈庭记,桂帆,郭政等.基于不同运行状态的风电机组 齿 轮 箱 故 障 率 预 测 模 型 J.太 阳 能 学报,2023,44(04):45-51.6贾子文.基于动态数据的风电机组维护效果评价方法研究J.可再生能源,2023,41(01):74-80.
