江河桥
大唐三门峡风力发电有限公司， 河南 三门峡 472000
摘 要：目前，风力发电行业属于重要的清洁能源产业，并且在我国新能源发电中占有的比重越来越大，所以必须要保证风力发电的稳定性，同时在针对风电机组进行设计及安装研发的过程中要保证能够通过相关技术的应用，提高风电机组的运行稳定性及可靠性，而状态检测技术则能够在一定程度上对风电机组的运行状态进行实时检测，进而确保整个机组的运行安全。
关键词：风电机组；机组检测；状态检测
1 风电机组状态检测系统
系统中的机组各自配备数据采集站，传感器将物理信号（如振动、摆度、压力脉动、工况参数等）转化为电信号，上传至数据采集系统，对原始数据进行特征量提取，将能够反映机组运行的特征参数、曲线和图表，通过在线监测网络（TCP/IP协议）存放至状态数据服务器中。关于数据的分析、管理和存储，状态数据服务器承担主要作用。不仅能够对实时数据与历史数据进行管理和存储，而且还能对不同特征的数据进行分析和诊断，同时承担了电站Web服务器与历史/准实时数据管理平台Ⅱ区接口机（数据最终发送至设备状态评价中心）的数据通信。Web服务器的主要作用是实现机组状态监测系统与电站生产管理系统的通信，便于运行人员的数据浏览与查询。为保证数据的安全传输，在Web服务器与电站生产管理系统间增设了网络单向隔离装置。同时Web服务器还能与500kV主变压器在线监测设备、GIS气体绝缘变电站的在线监测设备以及500kV电缆在线监测设备进行数据通信，满足500kV主变压器在线监测设备以DL/T860通信协议与机组状态监测系统进行数据交换。
2 风电机组状态检测技术要点
2.1监测点的选择
风电机组结构主要由机械、风电和电气三大部分组成，机械监测部分主要是对机组机械设备的水平、垂直振动与摆度监测，风电监测部分主要是对机组设备所受风电影响的脉动压力监测，而电气监测部分主要对发电电动机的电气信号进行监测。对于每部分监测点的选择各不相同，从以下三个方面对检测点进行选择：振动、摆度监测。监测点有发电机上机架与下机架的X、Y、Z向振动、水轮机顶盖与定子机座的X、Y、Z向振动、发电机上、下、水导轴承的X、Y向摆度、发电机定子铁芯振动等。
2.2信号监测
传感器将采集信号上传至各个子系统中，在子系统进行数据处理，以此提取出各测量点的特征参数，实现相关测点的状态监测，由VRS8000监测系统进行状态参数展示，实现实时工况远程监测的目的。分别从机械、风电、电气三个方面展示其监测系统的应用情况。机械监测。主要包含了机组的摆度、振动的实时状态数据，上、下与水导的X、Y轴摆度以及机架、顶盖X、Y、Z向的振动情况，在监测界面设置了各参量的报警指示灯，当实时值超出设定预警值时，将发出报警信号提示运行人员；风电监测。其脉动压力信号测点主要有转轮与顶盖间、尾水管进口、导叶与转轮进口、尾水管肘管、蜗壳进口、转轮与底环/泄流环间等；电气监测。
2.3油液状态检测
在检测的过程中，主要使用的分析方法有以下几种，首先是理化分析法，理化分析法的主要分析内容为黏度、闪电、水分以及黏度指数等，其评判的主要是是否油品存在误用问题或者油品出现变质及污染现象等。同时还使用了铁谱分析方法，铁谱分析方法主要是针对已经被磨损的金属颗粒的尺寸形状以及数量等进行相应的检测和评判，其评判的主要目的是探究风力发电组相关设备的磨损，具体部位以及磨损的程度。
然后是使用了光谱分析技术，光谱分析技术的主要分析内容是对磨损的金属的污染元素浓度进行相应的分析和检测，其主要的目的是保证能够对设备的磨损故障程度以及污染来源等进行分析[1]。还使用了红外分析技术，通过红外线分析技术能够对硝化物、氧化物等化学物质的相对含量进行数据的分析，进而明确其油品的优劣程度。最后是使用了污染分析的方法，通过这种方法，主要针对固体污染颗粒的数量等进行相应的分析，其主要的分析目的是明确油品的污染程度以及风力发电组中设备的磨损程度。
2.4载荷状态检测
为了保证能够对风力发电组中的载荷情况进行检测，主要设计了风力发电组的在和检测系统再次检测系统中，所包含的测试流程是，振动弯矩检测流程，偏航俯仰力矩，检测流程主轴，扭曲检测流程，以及叶轮的根部检测流程，通过对相应扭矩及力矩进行检测，可以明确在合理的变化情况，同时在针对电气量进行检测的过程中主要分析了风电发电组中的有功功率及无功功率，在针对气象量进行检测的过程中主要分析了发电机组中的轮轴中心的风向风速以及气压和温度等，同时还对其叶轮的转速以及桨距角等进行了相应的检测[2]。通过机组的工作特征进行分析，可以明确在机组运行的稳定状态及身体状态的不同条件下，其电阻的应变片能够作为状态检测设备的传感器，同时应变片还可以连接应变电桥以及数据的收集装置进而保证能够通过无线传输方式和有线传输方式，对所有检测后的数据进行分析，目前在测试风力发电机组叶片的根部的弯曲时，可以通过应变计算应力，进而保证去除掉不合理的数据，同时还可以使用雨流计数的方法对在和的频谱数据进行分析，进而明确机组的实际极限承受能力。
2.5模态状态检测
在针对风力发电机组模态进行检测的过程中，主要的检测内容为塔架的模态检测齿轮箱的模态检测以及整机的模态检测，在风电机组运行的过程中，其模态检测分析的主要作用是能够明确风电机组中各个结构，是否出现了损伤问题，同时通过相应的测量分析，对模特的参数以及正常值的变化情况能进行实时记录[3]。目前，风电机组的塔架在模态检测的过程中，主要需要低频速度传感器作为相应的数据采集设备，然后在打塔架的三层平台上，还放置了不同类型的传感器，对机组塔架的固有频率阻尼情况以及振动形式等进行数据收集与相应的设计数值相比，在测试的过程中，因为测试结果均处于正常的范围内，所以说明发电机组的塔架没有发生共振现象。
3 风电机组状态检测发展趋势分析
目前，必须要保证能够在状态检测的过程中使用新型的技术，同时要使用多状态检测技术的融合，保证能够通过在线振动检测和离线振动检测等相关技术的融合，提高振动检测质量，同时在针对故障进行探究的过程中，还要提高数据的收集效率及收集的准确性，进而明确风力发电机组齿轮箱的故障退化情况以及其他组合结构的损坏情况[4]。并且要通过建立起综合性的健康检测评估系统，提高风电机组的检测效率，保障能够融合不同的分析方法及检测手段，使风电机组的状态检测技术得到更好的发展。
结束语：
综上所述，现阶段在针对风电机组进行状态检测的过程中，其研究现状不容乐观，所以必须要针对不同检测状态进行相应的分析，并且根据现阶段研究的现状明确其发展趋势，进而保障我国风电机组状态检测技术的应用水平得到有效的提升。同时相关负责人员还要提升技术水平和技术的融合性，为我国风电机组的检测奠定基础。
参考文献：
[1]李重桂,李录平,刘瑞,杨波,陈茜,邓子豪.风电机组智能状态评估与故障预测研究进展[J].电站系统工程,2020,36(04):1-6+11.
[2]孙群丽,刘长良,周瑛.基于状态曲线的风电机组运行工况异常检测[J].热力发电,2019,48(07):110-116.
[3]赵洪山,刘辉海,刘宏杨,林酉阔.基于堆叠自编码网络的风电机组发电机状态监测与故障诊断[J].电力系统自动化,2018,42(11):102-108.
[4]丁显,徐进,滕伟,柳亦兵.风电机组状态检测技术研究现状及发展趋势[J].可再生能源,2017,35(10):1551-1557.