胡斡
中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司 重庆渝中 400000
摘要：为了解决常规化石能源的日益枯竭以及环境问题的日益突出问题，清洁、绿色的可再生能源发电规模将不断扩大，其中风力发电和太阳能具有技术成熟、适宜开发、成本较低等特点，拥有良好的发展前景，被认为是化石能源最重要的替代能源。但是，由于新能源自身的特点导致其发电存在一定的间歇性和波动性，使得其在并网的过程当中，会对电网的稳定性造成影响，进而导致新能源发电成本居高不下，在这样的情况下，有必要对新能源发电设备可靠性影响因素进行分析，对提高电网系统的稳定性来说，有着非常重要的积极意义。
关键词：新能源；发电设备；可靠性；影响因素
1新能源发电设备可靠性影响因素的重要意义
解决新能源并网问题的关键在于提升新能源发电设备的可靠性，过去在对发电设备可靠性的研究当中，多数意见认为设备的故障率是一个常数，是设备元件运行状态的一个反映，对于外界环境和运行工况的变化对设备可靠性的影响，则未能对其进行充分的考虑。近几年来，我国恶劣天气频发，雷雨、高温等自然环境因素对新能源发电设备的可靠性造成了严重的影响，传统的设备故障分析方式已经无法满足新能源发电设备故障率的研究，结合具体情况对影响新能源发电设备可靠性的影响因素进行具体的分析，是当前新能源发电所亟待解决的一个重要课题。在新能源发电中，风力发电有着成本低、技术成熟的优势，在国内有着良好的应用前景。
2新能源发电设备可靠性影响因素
2.1天气因素的影响
风电的特点决定了风电机组要在野外运行，属于暴露型的设备，那么机组周围的天气环境注定会对风电机组造成一定的影响，风电机组的可靠性和野外长期的复杂天气之间的关系十分密切。如果把天气分为正常天气、恶劣天气和灾变天气三种状态，那么三种天气状态下的故障率加权平均之和就是风电机组的平均故障率，其中权系数应当由不同天气状况持续时间比例来进行计算，比如说正常天气条件下的权系数可以根据公式N/（N＋S1＋S2）来进行计算（N、S1、S2分别是正常天气、恶劣天气、灾变天气的持续时间）同理可以分别求得S1与S2的比值。除此之外，不同天气状态下的风电机组故障率存在一定的比例关系，其故障次数占总故障次数的比例同持续时间的比值是正比的关系。根据以上两个条件，就能通过对不同天气状态下，风电机组的故障增量进行计算。
2.2环境因素的影响
由于温度对风机故障率的影响较复杂，而且很多其他影响因素都是通过温度间接引起风机的停运，因此，很难建立温度与风机故障参数关系的详细数学模型。在传统的模型当中，风电机组的可靠性参数是固定值，和外界的条件没有关系，但是，风速和荷载对风电机组的叶片元件却有着较大的影响，在实际发电的过程中，此类元件也是故障多发的部位，为了更好的对风机故障原因进行分析，将风力荷载引入到风机故障模型当中是非常有必要的。实际上风力荷载不仅受到风速的影响，其同风压还呈现出线性相关，风压和风速又是二次相关，风速越大，风机所受到的风力荷载也会越大，风机叶片受力变大，振动增强，其故障率也会随之提升，最终会导致风机因故障停机。
3提升新能源发电设备可靠性的方法
3.1优化对风机的设计和研发
作为风力发电的主要设备，风机的可靠性直接影响到新能源对化石能源的替代，关系到风力发电的安全和效益，因此，在进行风机设计和研发的时候，应当将可靠性指标放在第一位，对设计和研发方式进行优化，确保风机的质量和运行稳定。设计研发单位应当在先进研发团队和科研机构的支持下，与设计院、供应商以及研发机构共同进行研发，从而从根本上保障风电机组设计合理、研发可靠、运营安全，提升风电机组的可靠性。华锐风电就曾经通过紧凑型风电机组驱动链及载荷分流的先进技术，使得风电机组的稳定性得到了有效的提升，并且已经在实际的应用中取得了相当不错的成绩。
3.2推广故障诊断技术
发电设备的故障诊断技术越来越引起制造厂和电厂的重视。人们希望通过对发电设备的某些现场参量的监测和分析，及时正确地把设备的故障诊断出来，并尽快采取措施来防止设备的损坏和事故的扩大，以减少经济损失。发电设备故障诊断的主要步骤为：1)监测设备状态的特征信号。2)从所监测的特征信号中提取征兆，有时特征信号本身也可作为征兆。3)根据征兆和其他诊断信息来识别设备的状态，完成故障诊断。按诊断目的要求来分类，发电设备的故障诊断技术可分为：静态诊断和离线诊断、直接诊断和间接诊断、在线诊断和离线诊断、常规诊断和特殊诊断。按诊断的物理参数分类，发电设备的故障诊断技术可分为：振动诊断、声学诊断、电气参数诊断、热力参数诊断以及化学诊断等。故障诊断技术为设备实现状态检修提供重要依据，设备状态检修是检修管理走向科学化的必然趋势，也是提高设备可靠性的重要措施。通过设备性能监测和诊断，科学地制定检修策略，合理地确定检修间隔和工期，能有效提高设备的可用系数。继续推行状态检修，完善检测手段，健全管理制度和技术标准扩大纳入状态检修的设备范围，普遍建立状态检修技术支持和设备数据库，形成以状态检修、计划检修和故障检修相结合的优化检修新体制是我们的目标。
3.3建立全生命周期的维护方案
要想使得其能够在复杂的环境中稳定运行，还需要建立全生命周期的维护方案，通过专业的运行维护能有效提升风机运行过程中的稳定性。一方面，成立专门的运行维护部门，为风机的运行提供及时、全面且专业的维护指南，使得其能够在第一时间对风机所发生的故障进行解决，最大化保障风机的稳定、安全运行。另一方面，通过现代化智能技术的运用，建立风机实时监测系统，对风机的运行进行实时的监控和预警，使得运维部门能够牢牢掌握风机的实际运行状况，以及时发现风机故障，采取措施对其进行维护，使得其运维效率得到有效的提升，从根本上保障风机的稳定运行，提升其可靠性。
4结语
总之，随着当前环境的不断恶化、化石能源日渐枯竭，我国面临着严重的能源危机，利用新能源发电已经在社会层面上达成共识，而可靠性是衡量发电设备质量的重要指标，发电设备损坏后会造成巨大的经济损失，后果严重，因此，对新能源发电设备可靠性进行分析研究意义重大。
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