于延庆
上海电力新能源发展有限公司 上海黄浦 200010
摘要：风力发电是现代化发电体系的一种新型发电技术，在进行发电监测和故障诊断技术应用过程中，其对于齿轮箱的整体要求较高。而且伴随着风力发电技术的大规模应用，其在应用层次以及应用的主观层面都具有了新型的应用方法。但是在故障诊断技术层面，其依旧面临着巨大的挑战。无论是机组运行不当故障还是质量缺陷故障，故障诊断技术依然面临着巨大的挑战。鉴于此，本文对风力发电机组齿轮箱监测与故障诊断技术进行分析，以供参考。
关键词：风力发电机组；齿轮箱监测；故障诊断技术
引言
风力发电机组齿轮箱监测与故障诊断技术具有十分重要的意义，在进行排查的过程中，需要从全方位、多层次的进行排查。增强其排查的广泛性和数据化。结合人工智能以及监测数据进行机组以及传动、发电系统的双向排查。让故障诊断的效率以及精准性得到全面性的提升。
1风力发电机组分析
风力发电机组的运行需要借助风力，以风力推动风轮的转动，进而实现风能向机械能的转化。通过电机的持续旋转，电机的机械能量再次转化为电能，这就是风力发电机组发电的工作原理。之后，在变压器的作用下将电能输送至国家电网，进而为生活用电以及工业用电提供保障。风力发电机组主要采用的是并网运行的方式，控制方式主要有两种，一是恒速恒频控制方式，另一种是变速恒频控制方式，这两种方式下，电能的频率始终处于一致的状态。在科技不断进行的当下，风电技术得以优化与完善，目前变桨距技术应用率较高，其可在风速变化下实现风轮转速的改变，并在变流技术作用的辅助下控制发电机的转距，进而在保持电流频率不变的情况下最大化的提高发电效率。
２风力发电机状态监测技术与故障诊断
2.1振动状态监测的实现
作为风力发电机组状态监测的重要手段，通过传感器采用等旋转角采集的方式完成包括轴承、齿轮、机舱部位在内的振动信号的采集后，对振动情况采用幅域统计分析方法进行监测分析，并将监测信号对比正常信号，对于异常会发出报警信号。振动监测设备的使用成本相对较高，通过使用ＦＦＴ分析能够使干扰信息得以有效消除，从而保证获取信息的准确性。
2.2强化设备质量监督机制
建立覆盖设计、生产、运行全过程的质量监督管理机制，完善风电机组运行质量监测评价体系，定期开展风电机组运行情况综合评价。完善风电机组关键零部件、施工装备、工程技术和风电场运行、维护、安全等标准，强化落实标准执行。对已出现失效情况的同批次产品制定技改方案和技改计划并按期完成技改工作。
2.3使用振动在线监测技术
风电机组应具有一套独立于控制系统之外的监测保护系统，目前市场上技术比较成熟的齿轮箱故障诊断技术就是风电机组振动在线监测系统，其能够对风机传动系统中的主轴、齿轮箱、发电机振动数据和转速数据实时监测，对风机劣化趋势、异常工况进行预警及诊断，实现对风机早期故障征兆的及时捕捉、准确预判、诊断和预知性维护
2.4齿轮箱的故障诊断
长时间置于恶劣环境中的风力发电机组的齿轮箱的损坏率较高，需定期进行故障诊断监测。具体可根据采集到的异步电机电流信号完成对齿轮箱故障的分析判断，再将电流信号通过幅值和频率解调完成对转轴旋转频率的监测以及电流信号的离散小波变换，实现降噪和移去干扰的处理过程，齿轮故障通过特定层次的谱完成诊断。
2.5神经网络和专家系统的应用
不断发展完善的信息及人工智能等现代技术为风力发电机组的故障诊断提供了强大的技术支撑，现阶段在风力机故障诊断中模糊逻辑、人工神经网络、专家系统等技术的应用正在不断深入，主要包含三种应用方向：模式识别层面，通过神经网络的使用（代替故障分类器发挥作用）完成对设备故障类型的判断及分类；故障预测层面，以动态模型设备为对象采用神经网络完成故障预测过程；知识处理层面，通过混合故障诊断系统的构建（需结合运用专家系统）实现对故障诊断技术应用的有效拓宽。在风力发电机故障诊断中运用神经网络过程中可通过归一化处理方法的使用简化知识的并行联想与自适应推理过程，实现知识库管理难度的有效降低，使在运用专家系统时出现的问题（无穷递归、组合爆炸等）得以有效规避，从而使故障诊断的实时性和准确性得以显著提示。此外需注重对工作人员的培训，使其具备较强的专业素养和能力。
2.6发电机组故障诊断
一是发电机硬件设施的排查。对于发电机而言，在保障其传动系统无任何障碍的情况下，还要根据其机组的变化性，对其传动系统的结构性结合风力的传动效率进行数据科学分析。需要对电机的电磁、电动力以及传感器、感应器进行电磁切割的排查。保证其硬件设施在有风的情况下能够正常的运转。二是发电机传感系统的故障排查。对于发电机而言，传感系统一般是故障排查的重点。因为，在保证硬件设施进行电磁切割进行发电的同时，电力若无监测箱的变压以及传输，很难使得风力发电得到有效地利用。因此，在进行故障排查的过程中，首先需要结合监测箱的智能排查系统，对其进行系统化的排查。与此同时，还要结合监测的数据对其进行PLC软件数据的临时修正，使得部分自动化程序能够控制解决一些基础性的故障，如电力自动化复位以及零点复位等基础性的故障。若智能化复位效果不够显著，或者是反复性出现此类故障，则可以利用监测的数据，对控源数据进行重新的编写，并排查传感器以及电磁继电器是否存在一定的故障。若有故障则需要进行及时性的排除，并复位自动化故障排除装置，让监测箱的故障排查能力得以恢复正常。
结束语
在风力发电应用过程中，考察与审核是必不可少的环节，并且对其应用的材料也制定了明确的要求，制定了严格的发电设计标准，加强了对电气的控制力度，还将各种因素的影响纳入安全运行保障的考量范围。然而在风力发电机组运行过程中，安全事故问题仍时有发生，只有从安全技术的强化入手，才可保障风力发电机组的安全运行。
参考文献
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