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风力发电机组状态监测和故障诊断技术的应用研究.pdf
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1、38doi:10.3969/j.issn.1009-3230.2023.11.009应用能源技术2023年第1 1 期(总第31 1 期)风力发电机组状态监测和故障诊断技术的应用研究蓝瑛,吴治坚(国家能源集团国源电力有限公司内蒙古分公司,内蒙古呼和浩特0 1 0 0 0 0)摘要:风力发电机状态监测是通过实时监测风力发电机运行状态,旨在发现潜在故障,预防事故的发生,进而提高风电设备的可靠性与安全性。由于风力发电机组长期运行在恶劣环境下,容易出现各类故障问题,为避免经济损失,保证风力发电机组稳定运行,做好实时状态监测和故障诊断至关重要。文章针对风力发电机组的运行以及故障处理等相关技术进行了分析,
2、从发电机、齿轮箱、叶片、电气系统、液压传动系统状态监测和故障诊断几方面,研究了风力发电机组状态监测和故障诊断技术应用,以此确保整个系统安全稳定运行。关键词:风力发电机组;状态监测;故障诊断中图分类号:TM614Application Research on Wind Turbine Unit Condition Monitoring(Inner Mongolia Branch of State Energy Group Guoyuan Electric PowerAbstract:Wind turbine unit condition monitoring involves real-time
3、 monitoring of the operationalstatus of wind turbines,aiming to identify potential faults,prevent accidents,and thereby enhancethe reliability and safety of wind power equipment.Due to the prolonged operation of wind turbineunits in harsh environments,various types of faults can occur.To avoid econo
4、mic losses and ensurethe stable operation of wind turbine units,it is crucial to perform real-time condition monitoring andfault diagnosis.This paper analyzes the operation and fault handling techniques related to windturbine units,focusing on aspects such as generator,gearbox,blades,electrical syst
5、em,hydraulictransmission system,and explores the application of wind turbine unit condition monitoring and faultdiagnosis technology.The goal is to ensure the safe and stable operation of the entire system.Key words:wind turbine unit;condition monitoring;fault diagnosis0引言近年来,环境污染、能源短缺问题愈发严重,作为一项重要的
6、能源形态,我国风能资源较为丰富。据相关统计数据显示,我国年均风能资源存量能够达到30 亿kW以上,可应用存量达到1 0收稿日期:2 0 2 3-0 9-0 9 修订日期:2 0 2 3-1 0-1 0作者简介:蓝瑛(1 98 4),女,硕士,工程师,从事风力发电机组运维方面的研究工作。文献标志码:Aand Fault Diagnosis TechnologyLAN Ying,WU ZhijianCo.,Ltd.,Hohhot 010000,China)文章编号:1 0 0 9-32 30(2 0 2 3)1 1-0 0 38-0 5亿kW以上,因此具有广泛的发展前景。风力发电场,大多处于环境相
7、对偏远的区域,环境较为恶劣,仅依靠人力巡检,很难及时发现风力发电机组的故障问题。因此,为保障风力发电机组稳定运行,及时排查和解决风力发电机组的故障问题,应做好状态监测和故障诊断工作,借助先进技术,从数据监测分析入手,及时定位故障,排除故障。发电机2023年第1 1 期(总第31 1 期)1风力发电机组状态监测技术1.1扶技术特征分析风电监测系统可实时监测机组的转速、振动、温度、电压、电流等参数,通过监控机组的各种运行参数及其变动状态,可以有效的确定机组是否有异常问题,从而及早发现风机故障,方便维护人员及时对故障进行处理,避免重大事故的发生,其系统可如图1 所示。将风力发电机组的运行参数分为计量
8、参数和计算参数二个类别。其中,计算数据主要是指对于所需的可计算数据,运用科学算法加以统计,并将之视为运算参数。为更好地风速仪风向仪加速度传感器位移传感器温度传感器转速传感器机组健康监测数据存储数据预处理故障诊断应用能源技术掌握发电机组的状态,需要从运算数据当中总结相关规律,明确相关算法,进而给出准确的结论,为发电机组的管理决策提供相应参考 。在此过程中,要注重测量装置的匹配性,确保电力参数大小变化和能量状态得以准确测量。比如,振动监测,通过振动信号频率变化,分析机械状态变化情况。通过轴承松动、转子不平衡、轴系统失调等,推断机械状态。油液监测,通过检测液压油和润滑油性能,分析确定机械部件磨合情况
9、,进而推断机组运行状况。叶片转速传感器加速度传感器机舱轮毂塔架塔基无线通信网络远程传输上位机.39传动轴系位移传感器解缆传感器温度传感器电压传感器电流传感器机组运行状态监测数据显示数据分析报警偏航系统图1 风力发电机组状态监测系统1.2可测量参数异常监测作为反映风力发电机组运行状态的关键性指标,为了更加准确地针对机组可测量参数进行整合,需要遵循相应的要求,提升监测流程的规范性与可行性。一般而言,机组运行过程当中所涉及到的可测量参数主要涵盖了液压压力、电流、电压以及运行温度等几个方面,具体见表1 所示。为了提升测量结果的准确性,应选定合适的测量工具以及测量方法,明确不同参数的测量要求,从而得到准
10、确可靠的测量结果,使其能够为风力发电机组的运行状态分析工作提供进一步的参考与依据。40表1风力发电机组GW77/1500电压/V620电流/A642运行温度/-30 +401.3汉测量设备异常监测在针对机组可测量参数进行监控的过程当中,相关计量设备所面临的运行工况往往较为复杂,这对于装置的运行可靠性提出了一定的要求,明确监测工具的运行状态,是保障最终测量结果准确性的关键所在。相关技术人员通过测量接点的位置情况,可以更有效判别装置位置情况。在检测装置的输入与输出二端,分别把一组传感器另交给主机控制器,在系统当中,设定合适的测量与存储设备算法,读取并对比输入值和输出值,若二者数值不符,那么就可判断
11、监测设备为异常状态2 1 。1.4计算参数异常监测风力发电机组运行过程当中涉及到的可测量参数内容与形态往往较为复杂,计算所需结果应用到的方法也应当进行合理选择。不同类型在参数异常计算时要选择不同的算法和策略。结合风力发电机组的情况和需要,选择合适算法。为了给参数计算工作的开展提供更加可靠的依据,技术人员还应当保障风力发电机组运行过程中相关数据传输渠道的稳定性,避免数据传输过程当中的失真现象,使其能够更加准确地反映出机组的运行状态以及故障类别。2风力发电机组故障诊断技术2.1故障诊断分析风力发电机组中,有诸多运行部件,结构也相对复杂,对于故障分析工作的开展提出了一定的挑战。在针对诊断方案进行规划
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