風力發電機組故障診斷技術研究

焦全

摘要：隨著科學技術的不斷發展與進步，風力發電的不斷擴大，但是在實際建設過程中由于風力發電現場施工環境較為復雜，同時項目建設有著較高的質量要求，這就導致在實際施工過程中需要注意做好現場施工管理工作。

關鍵詞：風力發電機組;故障診斷技術

引言

風力發電包含了由風能到機械能和由機械能到電能兩個能量轉換過程。風輪在風力的作用下轉動，將吸收的動能轉化為機械能，再由發電機將機械能轉化為電能。在能量轉化的過程中，需要大量設備元器件的配合。在風電場項目建設驗收后，風電機組就進入到日常運行、維護階段。根據目前的經濟技術水平，這個階段將持續20年甚至更久的時間。對已建成的風電場進行日常運維及檢修管理，并充分利用已有資金及設備向社會提供清潔可再生的風能電力，以獲得經濟效益和社會效益成為重要的階段任務。

1風電機組故障診斷技術介紹

近年來，隨著可再生能源領域的快速發展，風電與傳統煤炭相比，發電技術逐漸得到廣泛應用煤炭、石油燃料、現代核電、太陽能等、風電這些資源不僅更安全無污染，而且其應用成本也極低。因為因此，國產風力發電機的數量開始急劇增加。在當地，故障診斷技術的研究工作也得到進一步推進。所以風力發電機組故障診斷技術是指發電機組設備運行狀態的監測、分析和評估現在我們可以準確區分設備的故障位置和故障類型，方便以后使用后續維修工作順利進行。通過合理使用故障診斷斷電技術可幫助技術人員及時發現風機運行情況故障，并準確判斷故障的類型和原因，從而有效降低設備故障帶來的安全隱患，從從根本上提高設備的維修效率和運行效率，進一步實現運維成本的有效控制。

2風電機組故障診斷系統

故障診斷技術發展到今天，已經經歷了三個重要的階段。第一階段，運維人員依靠簡單的儀器和個人經驗實現故障診斷;第二階段，融合了更高級的儀器技術（如PC上位機軟件、分析和動態的測試等），對故障實現了更精準的判斷;第三階段，就是目前階段，利用模糊理論、遺傳算法、數據挖掘、神經網絡等人工智能算法實現對故障的智能化判斷，智能化故障分析階段。設備的狀態監測與智能化故障診斷技術始于20世紀70年代，隨著各種智能算法的出現與迅速發展，智能算法也被應用到設備的故障診斷中。各種智能化儀表的出現以及網絡的發展與普及，促使設備故障診斷更加機器自主化，控制遠程化。設備的維護與維修策略的發展帶動了設備狀態監測與故障診斷技術的發展。故障診斷技術用以解決現有風電機組檢修與維護技術難以保證檢修與維護效果、檢修與維護成本高、風電和電網安全的問題。以故障診斷為基礎的“預防性維護”主要基于設備的狀態監測結果，通過處理分析采集到的反映機組實時運行狀態的數據，運用故障診斷技術來判斷機組實時工作狀態，及時發現隱藏的故障信息，通過系統推送告知工作人員采取合適的措施來維護機組的正常運行，減少發電量的損失，同時避免非計劃停機脫網產生的沖擊，提高電網穩定性。

3風力發電機組故障診斷技術的應用及生產運維管理

3.1振動監測技術的應用

振動監測技術常用于大型機械設備。傳感器安裝在設備中，以控制風力發電機運行過程中產生的噪聲對速度和位移進行測量和分析，實現故障定位和故障定位。準確判斷障礙物的類型。在機械設備的實際運行過程中，內部軸承、齒輪等部位會逐漸出現裂紋、脫皮等。條件，它形成振動的激發源并以循環的形式表現出來振動信號。振動監測技術的原理是記錄信號的時域和頻域波形，然后與正常單元的波形進行比較比較振動信號，分析計算故障位置。振動監測器測量技術精度高，可實現機械故障檢測定位快速準確，廣泛應用于風力發電機組故障診斷工作。

3.2運檢合一模式

指的是風電場的運行及檢修等系列工作都由廠長領導下運檢人員一起共同負責，他們間沒有明確分工。這就要求現成的運檢人員都要具備較高的綜合能力，包括倒閘操作、設備運行參數及告警信息監視、風電機組運行數據統計與分析、設備巡檢、風機定檢與維護、設備異常狀況分析及處理、變電設備簡單維修等。這種運維模式不僅管理結構較為簡單，還能讓員工在高標準下更快地提高技能。

3.3電信號監測技術的應用

電信號監測技術主要應用于渦輪機械、多級齒輪車輪、感應電機等設備的故障分析。這種技術是通過處理發電機輸出電流信號、功率信號等，實現對故障情況的分析判斷。在電信號監測技術中在應用過程中，常用的信號處理方法主要有傅立葉變換法、瞬時功率FFT法、小波變換法等。其中，通過通過使用傅里葉變換方法，可以實現當前信號從時域到頻域轉換，技術人員可以執行不同頻率的波形進行對比分析，實現對風機故障形式的準確判斷。

3.4運檢分離模式

當風電場的規模越來越大后，運檢合一模式下員工的工作量過大，分工不明確就會降低效率，由此部分企業開始采取運檢分離的模式，將風電場升壓站及風電機組的運行檢查、現場復位等重要的基礎性工作交給運行人員負責，將風電機組的檢修工作交給檢修人員專項負責。具體到實踐中有三種形式：風電場級的運檢分離。這種在國內應用最多，運行檢修各盡所責，使得運行管理水平得以有效提升，但由于風電場人員有限，對于有多個風電場的企業來說建設團隊需要較長周期;對于風電場數量多且機型少的企業，建立公司級的檢修隊伍對各風場及風電機組進行運檢分離，風電場的運行工作由風電場自行負責開展。這種模式比第一種在專業分工及人才資源利用方面更有優勢，但其檢修管理也相對復雜;檢修外委的運檢分離。風電企業通過外包的方式將風機的日常維護及修理工作委托給維修公司，讓維修公司按合同及要求為其服務，從而減輕自己的工作負擔。這就要求維修公司要有足夠的資質及技術水平。總體來說，運檢分離一方面可為企業節省人力、物力，建立高水平團隊，解決技術壁壘問題，提高生產效率及技術水平;另一方面將運行和檢修進行分離，能夠增強彼此間的監督及質量驗收，從而讓管理更加規范化。

3.5紅外光譜分析技術的應用

因為在不同的化合物中，物質分子中的化學鍵是對應波段波數變化范圍小，大部分在特征吸收發生在紅外光譜中，樣品中的不同成分在光譜中會顯示出不同的形態，如甲基、羥基等。因此，通過紅外光譜分析技術的應用，技術人員可以進入一步精準分析樣品成分，精準掌握器件機器的磨損部件。一般情況下，紅外光譜往往需要需要配合潤滑油分析技術，即通過對潤滑油的分析進行紅外光譜分析，完成風機故障診斷工作。

3.6區域遠程監控模式

當企業的發展規模更大時，根據情況通過劃定區域，對各風電場的全部機組進行集中化、區域化的遠程啟停管理，則是未來的發展趨勢。基于SCADA系統建立遠控系統，并結合信息化平臺的生產管理系統，可實現對多個風電場運行工況及生產信息的集中控制，從而以最少的人力值守，實現經濟效率的最大化。同時成立專業的區域巡檢維護隊伍，對區域實行一體化和專業化的分級檢修與維護。這不僅能為企業減員增效還能有效避免任務的分配不均，從而提高質檢的質量與安全可靠性。這種模式相對來說前期的監控投入較大，需有高水平的人員在集控中心進行設備的實驗及演習操作，當集控人員的水平達到標準后再逐步減少值守人員。

結語

風電技術作為可再生能源的重要組成部分該技術有其獨特的應用優勢。風力發電機組故障診斷技術的科學應用可顯著提高故障診斷的效率和準確性準確性，不僅為后期設備維護工作提供絕對指導并進一步推廣風力發電機組故障診斷系統。制度的完善。因此，相關技術人員應積極加強故障分析分析技術創新和優化，對我國風力發電及相關產業領域有幫助為行業的長遠發展奠定了堅實的技術基礎。

參考文獻：

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