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摘要：目前风能发电技术发展较为成熟，具有一定的商业化发展优势，近年来风电产业规模不断增加，促使大型／超大型风力发电机组的使用数量随着不断增加，需合理地定制风力发电机运维决策计划，以确保风力发电机可靠运行，这就对风力发电机系统的状态监测及故障分析提出了更高的要求。
关键词：风力发电机；状态监测；故障分析
1风力发电机组
现今，全世界能源供给种类较多，如石油、煤炭等化石燃料，风力、太阳能、核能、天然气等清洁能源。其中，使用占比大的为化石燃料，但因其为不可再生资源，且大肆使用对环境污染危害大，导致全球温室效应逐年加剧，需严格管控对其的开采和使用。风力发电作为一种绿色能源，其研发利用和推广应用早已成为各国关注的热点。但是，风力发电电能和发电效率直接取决于风力发电设备的性能和运行状态。因此，风力发电企业应注重对风力发电设备的安全管理和运行维护，提高其在线安全运行周期，从而为社会提供安全、可靠的电能。
其主要指借助风机转换风能与电能，利用电磁感应原理经过调压操作将转换后的电能输送到电网与用户中心。经过多年发展，我国风力发电机组建设日益完善，逐步改进传统的恒速恒频发电机组，应用新技术与设备对风力发电进行创新完善。变速恒频技术是一种新技术，其能够动态化调整风机叶轮转速，结合风速变化调整并引入变流技术，以此确保风力发电保持恒定的输出频率。应用变速恒频技术可以保障风力发电质量，所以现阶段此项技术广泛应用于我国风力发电并网系统。
2风力发电设备安全运行现状
因风力发电环境多处于高原地区和沿海地区，其气候特征和地理特点对风力发电设备安全运行的影响不可忽视。此外，风力发电基站为单一离散式、全线集控方式。风力发电设备安全管理和运行维护需克服复杂的地理位置、多变的气候环境，这对风力发电设备和运行维护人员都是极大的考验。风力发电设备的工作原理为，风轮将风能转化为机械能，再由主轴、齿轮箱等传动系统与发电机组连接，发电机组在机械能驱动下输出电能。设备包括叶片、风轮、传动装置、对风装置、发电机组、塔架以及高低压控制柜等。极易出现问题的设备多与使用地理环境和气候有极大关联。例如，高原地区进入十月后多为风雪天气，叶片和风轮存在冰冻现象，导致发电机组停机或不规律运转，无法保证电能质量，也会影响设备的使用寿命。
3风力发电机运行中存在的故障问题
3.1发电机振动异常
发电机振动是评价电路质量的重要标志之一，因为要是太强烈的发电机振动会破坏发单机的稳定，导致发电机的大轴断裂，影响风电厂的安全生产，同时还会降低整个风电厂的经济效益。因此，发电厂势必要保持稳定的发电机振动。而出现发电机振动异常因素可能为发电机设计理念不符合电力厂加工技术要求，或者是发电机的零件部质量以及精度没有达到要求。当然，也有可能是发电机工作量太大，导致发电机出现振动异常现象。
3.2齿轮故障
风电场电气设备中的齿轮故障大部分是由人为疏忽因素造成的。如齿轮未定期检查，齿轮中出现个别齿轮断裂，降低了传动性能，同时断裂的齿轮也有可能出现卡槽的现象；齿轮中出现金属腐蚀现象，在长期的运转中，齿轮不断被腐蚀磨损变得圆润缺少，导致传动滑失；未及时补充润滑油或未定期更换润滑油，或者使用劣质齿轮油，这些因素也容易造成齿轮故障。此外，齿面胶合也是齿轮运转中容易发生的常见现象，齿轮在长期高温运作下，齿轮间的润滑油流失，在高温高压的状态下，齿轮间会留下印迹，齿轮之间会相互“粘住”，印迹会破坏齿轮的形态，从而影响齿轮的运转与传递。齿轮故障是造成较大故障的前兆，加强做好齿轮故障的检修与防范，可以有效减少风电场电气设备的故障发生率。
4风力发电机组状态问题监测的技术应用
4.1异常参数检测技术应用
在风力发电机组运行的过程中，要对异常的参数加大监测的力度。在对相应参数进行检测时，首先要选对算法。整个风力发电的机组会由很多的设备构成，在机组运行的过程中，需要应用不同的算法对机组运行的参数进行准确的分析，才能使整体的数据更具客观的真实性。利用发电机组设备支行稳定的算法，作为计算参数的主要标准，同时还需要注意数据整体稳定性的特点，选择具有稳定性能的传输介质，保证整个数据的准确性。
4.2异常监测参数的计算
风力发电机组运行中，参数计算离不开有效监测技术与方法的支持，实际操作中要注意以下问题：（１）参数检测计算时，要合理选用算法。风力发电机组类型比较多，各类型机组内需要不同的算法，且每一种算法有很多可供选择的策略。因而要结合风力发电机组实际情况与需求合理选择算法。（２）选择有效的设备运行算法。合适设备主要指算法稳定且设备自身硬件条件能够支撑长期运行，设备内部配置可靠且可以进行稳定的数据传输与测量。
4.3测量设备异常监测
风力发电机组内的测量设备本身有出现故障的可能性，因此需要有相应的监测机制进行防范，常用的方法有：（1）部分测量设备随附检测触点，正常状态下为常开/常闭状态，异常情况下则为常闭/常开状态。可根据触点状态的变化对设备状态进行判断。（2）在测量设备的输入端与输出端时分别另接一组信号进入主控制系统，同时主控制系统内预先存储与测量设备对应的算法，时刻读取输入值与输出值并进行比对，如输出值与输入值不符，则判断监测设备异常。
4.4其他部件的状态监测和故障诊断
电气系统也是风力发电机的重要组成部分，通过变频器等电气设备向电网输送电能，并且对电气系统进行相应的控制。电气系统中比较常见的故障主要有短路、过电压、过电流及过温等，任何故障的发生都可能造成发电机的损坏。根据电气系统的故障特点，主要是采取性能参数检测的方法，对输出电压、电流、功率及温度等数据进行监测，然后与标准值进行对比，从而判断电气系统的健康状态。对于液压传动系统的状态监测和故障诊断主要是通过油液监测的方法来完成，对润滑油及液压油中的颗粒物进行检测，通过颗粒的形状、粒径、状态等来判断液压系统中出现故障的部位，从而采取相应的防控手段。对于风力发电机中各部件的状态监测和故障诊断，主要是根据各部件的运行环境和运行状态来决定采取哪种监测方式，只有最适宜的方式才能够确保获取最佳的监测数据，然后通过对数据的分析和整理，再制定出相应的防控措施。通过对状态监测获取的数据分析，还能够为风机系统的设计改进提供有力的参考依据，所以要保证数据的全面性和准确性。
5风力发电机的运行维护措施
5.1制定完善的检修流程
由于风力发电机中各个部件使用年限并不相同，而特定时间内各
个部件也会出现不同的故障问题。基于此，相关的工作人员就要制定每一个部件的检修流程，严格按照相应的流程进行其维修工作，同时也要针对设备的检修项目、结果，做好相关的记录，以便后期工作人员查阅。
5.2培养理论与经验兼备的高技术人才
风力发电行业目前在市场上属于比较小众的行业，相关专业型高技术高理论型的人才比较稀缺，特别是综合型专业，熟悉电力、热能、机械等领域的人才更是少之又少，企业可以适当的与校园专业进行对接，选拔优势的专业人才到企业进行实习，从机械的维护与运行开始接触，培养相关专业人才知识领域的深度的同时也应该注重实践操作能力。风力发电的维护成本高必要性强，决定了维护的重要性，加强职业道德建设，培养人才专业谨慎的职业素养，在进行设备检修时做到绝对的仔细认真。
结束语
因为风力发电机的组件检修较为繁琐，加之运行环境比较恶劣，所以为发电机维修增加一定的困难。计划检修和停机检修是发电机维护的主要手段，但却会提高维修成本，并且会因为拆装等环节增加不必要的故障隐患。为了提高发电机运行的可靠性和稳定性，利用状态监测和故障诊断技术可有效监测出传动系统和发电机系统的内部故障，减少因为非计划停机和定期维修等产生的维修成本。同时通过对发电机进行的状态监测能够比较全面而详细地获取发电机运行过程中的各项数据，在对这些数据进行分析整理后，可有针对性的进行优化设计，并且做好各项防范措施，减少发电机发生故障的几率，提高风力发电的效率和质量。
参考文献
[1]牛峥,李丹丹,许旌玮,林舒杨,崔佳絮.风力发电系统状态监测和故障诊断技术的分析[J].电子测试,2019(14):109-110+137.
[2]张立立.风力发电机组发电机振动故障分析[J].湖北农机化,2019(13):56.
[3]郑育松.风力发电机组状态监测和故障诊断技术研究[J].门窗,2019(10):157.
[4]张朝忠.状态检修在风力发电机组检修中的应用及影响因素[J].南方农机,2019,50(08):182.
[5]邓自波.风力发电机组齿轮箱故障诊断[J].设备管理与维修,2019(08):179-180.