钟晓堃
大唐集团有限公司内蒙古分公司赤峰事业部 内蒙古 赤峰 024000
摘要：传统化石能源在燃烧过程中会产生有毒有害气体，对环境造成污染，在节能减排成为社会发展主流趋势背景下，如何利用清洁能源代替化石能源，成为了社会热议的焦点问题。众多清洁能源中风能是一种十分理想的能源，因此各个国家纷纷开始建设风力发电机组，由于风力发电机组通常布置在空旷的户外，自然环境较为恶劣，发电机组在长期运行过程中可能会出现安全问题。为了确保风力发电机组正常运行，相关工作人员需要对风能发电机组运行安全性进行有效控制。
关键词：风力发电机组；运行安全；控制措施
引言
为了提高风能发电效率，风能发电机组常常被安装在气候条件恶劣的地区，尽管这些地区风力强劲，能够有效提升风力发电机组工作效率。但是恶劣的自然环境也会对发电机组造成影响，产生各种突发性的故障。想要维持风力发电机组安全运行，就要对可能出现的故障进行全面掌握，并根据实际环境情况制定具有针对性的运行安全控制措施，确保风力发电机组能够稳定运行。
一、发展风力发电的重要作用
风能是一种清洁的可再生能源，在环境问题日益尖锐的今天，如何有效利用风能已经成为影响社会经济发展的一个重要因素。从地理环境方面来看，中国风能储量巨大，且分布较广，具有良好的应用前景[1]。通过对全球能源市场的分析可以发现，风能的开发利用呈现出逐年递增趋势，专家预计在未来的20年内，全球风能开发与利用率将以每年25%的速度递增。在技术不断升级背景下，风能开发成本得到了有效控制。同时随着人们环保意识逐渐增强，风能的市场范围逐步扩大，并且呈现出能够与传统化石能源进行竞争的趋势。国内大型电力公司也越来越注重风能开发与利用问题，对于风能产业的了解也越来越深，从宏观层面来看，风力发电技术已经逐步走向成熟。但在充分肯定风能产业快速发展的同时，也要注意到发展过程中存在的问题。就目前风力发电技术而言，多项风力发电核心技术仍然由外国所垄断，使得风力发电成本无法进一步降低。此外，目前风力发电产生的电能质量较差，导致风电场并网存在问题。这种背景下，如何提升风力发电机组安全运行控制效率，就成为了相关工作人员急需解决的关键问题。
二、风力发电机组运行现状
实际运行过程中，一旦风力发电机组内部核心零件出现坏损，就会导致整个风力发电系统陷入瘫痪，且由于风力发电机组大多处于空旷的户外，维修人员需要一定时间才能到达故障处，同时风力发电装置体积庞大，内部结构复杂，维修人员需要花费很长时间才能确定故障点并进行相应的维修工作，影响风力发电系统正常运转。从微观层面来看，目前所采用的风力发电机组中，容易出现机械故障的零件包括齿轮箱、变频器等[2]。这些零件并不是单一存在，在风力发电装置中安装了大量此类零件，对于维修工作来说，想要对这些容易出现故障的零件进行维护与更换，需要花费大量的时间与精力，且维修成本高昂。因此，如何确保这些容易损坏的关键零件安全运行，就成为了提高风力发电机组运行稳定性以及工作效率的核心问题。
三、风力发电机组运行安全探析
风力发电装置运行过程中，需要让桨叶设备长期保持迎风状态，通过桨叶的转动将机械能转化为电能，再将产生的电能输送入输电网络当中。
与其他清洁能源生产方式相比，风力发电技术的一个重要特点就是全天候自动运行，一方面不会像太阳能一样受天气影响。另一方面不会像水能一样需要巨额施工成本投入。由于其具有全天候自动运行特点，想要确保风力发电效率，就要保证发电机组时刻处于稳定的工作状态当中。从内部结构方面来看，风力发电系统中的软件控制系统包括PLC系统、传感器以及控制器等，因此想要确保该系统稳定运行，就要在确保控制系统安全可靠的基础上，构建一套运行安全保护措施[3]。通过这种方式，确保风力发电机组在运作过程中，其输出的电频率始终保持恒定，这样既可以确保风力发电装置产生的电能顺利并网，又能为光能、风能互补发电奠定基础。就技术细节而言，想要确保风力发电装置产生的电能始终处于稳定的频率，主要依靠两种方式，第一种方式是对发电机组的转速进行控制，确保其转速恒定，若使用这种方式，必须要对分离机的转速进行严格把控，只有分离机转速处于恒定状态，才能确保其传动装置震动不会发生突然变化，采用这种工作模式的缺点在于风能转换效率不高。第二种控制方式是让发电机的转速跟随风速变化进行自动调整，这种控制方式的优势在于电能损耗率较低。通过上述介绍可以发现，想要确保风力发电机组运行安全，就要确保控制系统能够正常工作。目前所使用的风力发电机组控制系统以单回路结构为主，如果机组在运行过程中出现电力异常、风速超限等问题，保护系统会自动断开，避免由于突发情况而对风力发电机组产生破坏。
四、实现风力发电机组安全运行具体措施
（一）制定紧急控制措施
大多数风力发电装置所在区域气候环境较为恶劣，大风经常伴随着暴雨或者雷电等极端天气情况，这些极端天气情况会对风力发电装置的安全性产生威胁。为了确保风力发电装置能够稳定运行，相关专业人员需要制定一套紧急控制措施，对风力发电装置的雷电接收传到系统进行优化，同时做好电压保护措施[4]。与此同时，要严格按照相关规定进行等电位连接，根据发电机组所在地区气候变化情况，制定巡检周期，对发电装置的接地系统进行定期检测。针对桨叶转速过快而引发的过载问题，需要为风力发电装置配备远程控制系统，当检测到某区域风力强度超过安全阈值之后在第一时间发出警报，控制人员通过远程控制系统进行停机，避免发电机内部出现损伤。
（二）制定定期检测制度
控制系统工作效率是影响风力发电机组运行稳定性的一个重要因素，从结构方面来看，风力发电机组控制系统由硬件控制系统与软件控制系统构成，其运行状态对于控制系统会产生直接影响，因此工作人员需要对发电机组运行情况进行实时监管，并借助中央控制室对其进行远程控制。实际工作时，工作人员需要认真记录设备运行数据，并对桨叶情况进行定期查验。此外，结合以往维修经验，制定科学合理的巡检制度，对发电机组零件进行润滑，并对出现松动的零件进行紧固，确保机组能够正常运行。
五、结束语
想要确保风力发电机组正常运行，相关工作人员需要确保其运行安全，并针对发电机组运行过程中可能出现的问题，制定具有针对性的安全控制措施，通过制定定期巡检制度以及紧急控制制度等方式，对风力发电机组运行过程中出现的突发故障进行妥善处理。确保各种设备零件时刻处于正常工作状态当中，令风力发电机组能够安全稳定运行。
参考文献：
[1]宋佳鑫.风电场风力发电机的运行与维护[J].设备管理与维修,2021(02):46-47.
[2]朱江.浅论风电场电气设备中风力发电机的运行与维护[J].科技风,2020(26):145-146.
[3]王超.风力发电机组安全保护技术探究[J].科学技术创新,2020(19):170-171.
[4]唐书良.风电场电气设备中风力发电机的运行维护[J].通信电源技术,2020,37(04):220-221.