黄文君 李宏俊
明阳智慧能源集团股份公司 广东 中山 528437
摘要：如今，传统能源问题不断加剧，可再生的清洁能源成为了生产环节的首选。在发电领域中，风能发电逐渐普及。基于此，本文着眼于当前的风能发电工程，对风能电气工程自动化进行了概述，并阐述了在其发展环节所面临的问题，还论述了风电电气工程自动化问题的解决策略，希望能为相关工作人员带来参考。
关键词：风力发电；风电电气工程；自动化；解决策略
前言：随着科学技术的进步，自动化技术逐渐被应用到了风电电气工程当中，为提高风力发电质量和效率提供了极大帮助。不过，在风电电气工程自动化的过程中，也存在诸多问题丞待解决。因此，为了进一步提升风电电气工程自动化的实用性，相关工作人员应该做好工作总结，积极制定科学方案解决现存问题。
1风电电气工程自动化概述
风能是一种自然资源，具有清洁可再生的特性，是十分符合我国可持续发展要求的自然能源之一。我国风能资源充足，可开发量极高，能够充分满足发电要求，使得风电成为了火电和水电以外最为普及的发电形式。当风力发电的生产、销售环节都基于自动化技术而开展时，将实现风电电气工程自动化。在此环节，会应用到大量高新技术，这些技术的应用与融合使得风电电气工程自动化具有复杂性和综合性。从实际应用的角度出发，风电电气工程自动化大大提升了风力发电的质量和效率，也对风能与电能之间的有效转化提供了辅助。依托于自动化技术，风电的产量不断提升，风电的输配电安全性也不断提高。
在风电电气工程自动化的过程中，控制系统的实用性尤为重要。在此环节，风机控制系统将成为影响风电电气工程自动化水平的关键性因素，而且该系统也是风力发电机的重要组成部分。现阶段，应用于风电电气工程自动化环节的风机控制系统主要由监控、主控、变桨控制和变频控制四大系统组合而成。在风机控制系统运行环节，能有效开展风机作业限度控制，可基于实际情况实现自动化调节，将会为大幅捕获风能和保障电网兼容性奠定基础。
2风电电气工程自动化的主要发展问题
目前，在我国风力发电领域风电电气工程自动化已成常态，大量大规模风电机组被投入使用。在实际作业环节，这些发电机组负荷的运行故障严重干扰了风力发电的安全性和稳定性，也会对风电电气工程自动化的发展造成不良影响。为此，我们对现阶段风电电气工程自动化的主要发展问题进行了总结。
2.1脱网问题
脱网是风电电气工程自动化发展环节最为主要的问题，对风力发电安全和稳定造成了严重干扰。在实践中，造成脱网问题的原因较为多样。比如，自动化系统自身故障、风电电气工程自动化系统的恢复性差、风电场保护方案与大规模集中并网要求不符等都会导致脱网问题[1]。
2.2风电机组故障
风电机组是风电电气工程自动化系统的重要组成部分，也是实现风能与电能转化的关键性设备。在风电工程之中，风电机组的运行有效性将会直接影响发电质量和效率。现阶段，风电机组故障主要有两种类型：
第一，风轮故障。捕获风能是实现风力发电的基础，而这种故障将会对风能捕获质效造成干扰。在风轮运行时，叶片将基于重力、离心力以及气动力而运转，这是风轮运转的前提，所以当叶片出现振动故障时就会引发风轮故障。
第二，变桨系统故障。变桨控制是风电机机组有效运行的关键，所以一旦变桨系统出现故障就会导致风电机组整体运行受阻，风电电气工程自动化水平也将大幅降低。
以变桨系统驱动力划分，可将系统分为液压变桨和电气变桨两种，它们的顺利运转都与电机轴承相关。一旦电机轴承出现安装或使用问题，就会导致变桨系统运行失效，进而引发风电机组故障。
3风电电气工程自动化系统的优化策略
要提高风电电气工程自动化有效性，就必须对风电电气工程自动化系统进行优化，而开展优化工作的前提就是解决现有的系统运行问题。因此，在推进风电电气工程自动化系统优化时，相关工作人员应该重点关注脱网和风电机组故障，基于实际工作情况和工作经验，制定科学的解决策略，为提升优化路径针对性奠定基础。
3.1针对脱网问题的优化策略
从现有的实践经验中我们了解到，引发风电电气工程自动化系统脱网问题的成因较为复杂，所以在针对脱网问题提出相应解决措施时，相关工作人员也应该开展细致化规划。在实践工作中，应主要基于以下几个方面开展优化：
首先，要保障风电机组的低压穿越能力。在风力发电过程中，发电机组的低压穿越能力将会直接影响并网效果，在此环节一旦出现问题就极容易造成脱网现象。我国国家能源局对风电场的低电压穿越能力和测量要求进行了严格规定。比如，必须现场检测低电压穿越能力，并向调度机构提交检测合格报告；若已完成并网但未检测低电压穿越能力，则必须尽快完成。为此，在设计脱网问题解决方案时，相关工作人员应该基于国家规定及时、有效地开展低电压穿越能力检测和上报。
其次，优化风电场动态无功补偿装置性能。在风电场中，无功补偿装置的性能以及配置水平将会直接影响风电工程质量。在这一环节，若该装置性能与风电场容量和速率不符，则极容易造成脱网。因此，在实践中相关工作人员必须重视无功补偿装置的性能和配置检测，并基于无功调节实际情况开展有效整改。同时，还应基于平衡原则对该装置的感性无功容量和最大容性加以分析，并将动态调节的时间控制在30s以内。
再次，强化风电机组的适应性。在实践中，相关工作人员要通过优化处理，让风电机组能全面适应电网。比如，深入研究风电机组的电压保护数据和主控定值，优化调整变压器接头位置，提高变压器适配性等。
最后，完善风电场汇集系统。在这一环节，相关工作人员应重点关注风电场汇集系统当中的小电流接地系统，并着力提升该系统的运行有效性。比如，改造和完善35kV和10kV的小电流接地系统，为避免接地故障进一步扩大奠定基础。
3.2针对风电机组故障的解决措施
风电机组的故障大多可依靠检修和维护来解决，而除了故障出现后的针对性检修以外，相关工作人员还应该重视定期检修和维护，为降低风电机组故障发生几率奠定基础[2]。比如，总结风电机组故障类型和成因，有针对性地开展定期检修，为及时排除故障、提高机组运行效率提供辅助。在检修环节，应该重点检修易出现故障的部位。同时，在实践工作中还应该重视设备维护工作，要切实保障风电机组设备运行安全。在此环节，应制定科学的维护流程和方案，强化细致化设备维护，为有效降低风电机组故障产生几率做好准备。比如，检查安全平台或安全梯螺栓是否存在松动；定期查看控制监视柜使用情况，避免出现内部烧焦问题；检查轴承、发电机电缆、夹板等原件是否存在安装或运行异常等。总之，在这一环节相关工作人员应该对风电机组进行全面性、系统性地检修，通过定期检查和排障来保障风电机组运行安全。
结论：综上所述，风电电气工程自动化水平将会对风力发电质效产生直接影响。现阶段，风电电气工程自动化存在的脱网和故障问题十分突出，已经对风电电气工程自动化的实用性造成了影响，所以相关工作人员必须着力解决此类型问题。在实践中，不仅要制定针对性解决方案，更要深化设备检修与维护，为切实提升风电电气工程自动化水平奠定基础。
参考文献：
[1]杨东,王辉,任鹏行.电气工程及自动化中存在的问题以及解决对策分析[J].科技风,2020(20):154-155.
[2]高跃华.电气工程及其自动化中存在的问题及解决对策[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(04):150-151.