哈拉海风电场 黑龙江齐齐哈尔 161000
摘要：风力发电是一种绿色发电模式，当前，在社会主义现代化建设快速推进的当今时代下，社会生产对电力的需求逐渐增加，传统的电能生产方式显然已经不能满足节能环保工作的需求，各种新型绿色能源发展起来，受到社会各界的广泛关注。风能具有清洁、可再生的特点，生产电能的过程也较为安全，有效利用风能发电有助于社会经济效益、生态效益的提高，对可持续发展工作的稳步提升具有非常重要的意义。
关键词：风力；发电机组；安全保护技术
引言
风力发电机组控制系统工作的安全可靠性问题，已经成为风力发电系统能否发挥作用，甚至成为风电场长期安全可靠运行的重大问题。在实际应用过程中，尤其是一般风力发电机组控制与检测系统中，控制系统比较容易实现用户提出的功能上的要求，但直接影响风力发电机组的运行效率，往往不是控制系统功能，而是它的可靠性。对于风力发电机组控制系统的设计者和使用者来说，系统的安全可靠性是重中之重。
1风电场运行的特点
风力发电以风能为基础，可以对自然界的能源进行合理利用，并且还能够减少电能生产带来的环境污染。风电场通常建设在远离人群居住地的位置，环保价值非常高。但是受到某些因素的影响，风电场的并网运行生产的电能和社会对电能的需求仍然有一定的距离，需要后期的风电场工作中进行调整。
2风力发电机组安全保护技术
2.1风力发电机组变桨系统
变桨系统的所有部件都安装在轮毂上。风机正常运行时所有部件都随轮毂以一定的速度旋转。变桨系统通过控制叶片的角度来控制风轮的转速，进而控制风机的输出功率，并能够通过空气动力制动的方式使风机安全停机。而风机的叶片（根部）通过变桨轴承与轮毂相连，每个叶片都要有自己的相对独立的电控同步的变桨驱动系统。风力发电机组根据风速的大小自动进行调整叶片与风向之间的夹角实现风轮对风力发电机有一个恒定转速；利用空气动力学原理可以使桨叶顺浆90°与风向平行，使风机停机。风机正常运行期间，当风速超过机组额定风速时（风速在12m/s到25m/s之间时），为了控制功率输出变桨角度限定在0度到30度之间（变桨角度根据风速的变化进行自动调整），通过控制叶片的角度使风轮的转速保持恒定。任何情况引起的停机都会使叶片顺桨到90度位置（执行紧急顺桨命令时叶片会顺桨到92度限位位置）。
2.2严格遵守相关的管理规定
国家曾经给出风电场接入电力系统的技术标准，该法律条款中明确规定，全部风电机组设备都必须满足并网协议的准确要求，从风电机组的生产进行设备质量的严格把关，从根源上避免安全事故的产生。只能在通过并网安全性规范评价后的风电场来能够正式投入运行，并接入到电网当中。相关单位必须按照规章制度的标准来进行操作，基层的电网企业必须有效控制风电场并网运行的系统和设备，并仔细核对监督风电场机组设备的运行状态和相关参数。同时风电场的运行管理工作中也应该考虑到基层工作人员的安全问题，结合有效的安全教育培训机制和相关知识演讲的方式来提高员工对安全生产的重视。严格服从上级的调度命令，并结合机组的运行状态及时对调度部门进行数据反馈。工作人员要按照风电场接入电力系统的标准为原则，对发电机组进行实时监控，根据发电机组运行功率、容量以及发电质量的需求及时进行设备调整，尽早发现可能存在的安全隐患，将危险扼杀在摇篮里。
2.3风力发电机组全功率试验台搭建及应用
风力发电机组全功率试验台是由物理真机和数字机组模型组成。其中物理真机包括主变压器、变频器、大功率拖动电机以及风力发电机组等。数字机组模型包含典型风况模型、气动模型、结构力学模型，其中结构力学模型采用LPV建模方法，对叶片、塔架等柔性结构部件进行多体动力学建模，充分考虑了柔性部件振动对机组传动系统的影响。1）上位机。其主要功能为运行数字机组仿真模型、生成机组运行的各种工况、人机交互界面显示、采集测试机组的运行信息以及根据控制系统的运行数据输出转矩等控制信息。2）可编程逻辑控制器（programmablelogiccontroller，PLC）系统。该系统通过接收上位机的控制信号来对驱动设备和现场设备进行逻辑控制以及信号采集，完成对整个全功率试验台逻辑控制的协调工作，确保整个系统按照要求的控制信号进行工作。系统通讯采用Profibus总线形式。3）全功率拖动单元。该单元是试验台的执行机构，主要由变频器、驱动电机、转矩传感器以及联轴器等部件组成。主要功能为接收上位机的给定信号，包括转矩、发电机转速、风速值等信息，通过变频器对拖动电机输出转矩拖动待测风机运行，待到一定转速时，进行相关的传动检查。
2.4风力发电机组低温启动技术
首先是机舱加热。由于大部分受温度影响设备在机舱内部，为了保证机舱内机电系统的可靠性，所以安装机舱加热器、保温装置和温控程序成为了低温启动的解决策略之一，现在针对风力机机舱加热的内部温度场研究主要采用CFD计算方法，研究加热器引起的内部温度和流动变化对启动的影响.机舱加热的主要目的是使电子设备能够正常工作，以及液压、偏航等系统中的润滑油达到正常工作温度.虽然对机舱温度进行均匀性、开闭性和结构上的优化，能够改善风力机组的低温启动条件以及低温时润滑油粘度过大的问题.机舱加热对小型机舱效果较好，但由于大型风力机组机舱腔体过大，机舱的温度变化传至齿轮箱设备中的润滑油始终存在一定延时性和局限性，所以无法单独通过机舱加热来解决润滑油导致的低温启动问题，加热机舱仅仅起到辅助作用.为了完全消除温度对润滑油粘度的影响，需在机舱加热的基础上，在齿轮箱内安装加热器、温控器和温控程序等设备.其次是设备独立加热。风电机组齿轮箱内部通常采用的浸入式电加热器，由于极低温度、高粘度润滑油和低温启动的静态油池加热等多个复杂因素，导致了风电齿轮箱的加热条件极为苛刻.在浸入式加热器加热过程中，必须利用强制流动、搅动等方法强化润滑油流动，否则会由于流动性差造成局部温度过高.增加润滑油流动性通常采用油泵，但低温下润滑油流动性能差，油泵驱动功率与润滑油温度成反比，所以温度过低时，强行启动电动泵极易导致循环泵电机或联轴器损坏，无法实现风机启动并造成设备损坏.
结语
总的来讲，风力发电在当前的电能生产当中非常清洁无污染，可以大范围应用，风电场并网产出的电能也非常可观，整体发展前景较好。但是风电场并网运行的技术手段仍然较为落后，管理工作缺少必要的协调。所以风电场的并网运行仍然存在很大的限制，大规模的风电场并网运行存在一些安全隐患，在今后的工作当中相关部门必须对风电场并网运行的安全管理工作进行更加深入的探索。
参考文献：
[1]高磊，孙华东，齐彬，等.基于等效开环过程的双馈风电场并网宽频振荡量化分析[J].中国电机工程学报，2020（22）：1-10.
[2]郭晓爽.风电场并网电能问题探讨[J].现代建筑电气，2020（07）：17-20+29.
[3]魏玉新.考虑预测和聚类的风电场集群双层有功功率分配方法研究[J].电力设备管理，2020（07）：104-107.
[4]刘永民，黄景慧，毛玉宾，等.风电场经柔性直流输电并网系统的协调故障穿越方法：中国，CN108711883B[P].2020-07-03.