浅谈风电机组检测在风电发展中的作用

浅谈风电机组检测在风电发展中的作用

(广东粤电电白风电有限公司广东省茂名市525441)

摘要:风电行业的发展是一个系统工程,随着中国风电市场的扩大,如何保证风电行业健康、快速、稳定发展是当今摆在人们面前的一个重大课题。开展风电机组检测,可以为解决风电机组故障提供技术支持,可以为风电机组优化控制策略提供帮助,保证风电机组在不同场地条件和不同风况条件下都保持良好的运行状态,提供最大可能的发电量,从而促进风电行业的发展。

关键词:风电行业;机组检测;发展;作用

1风电机组检测的项目

1.1功率特性检测

风电机组的功率特性是风电机组最重要的系统特性之一,与风电机组的发电量有直接关系。通过开展功率特性检测,可以对风电机组进行分类,对不同的风电机组进行比较,可以比较实际发电量与预计发电量的差别;通过长期的功率特性监测,可以了解风电机组的功率特性随时间变化的情况,验证风电机组制造商提出的风电机组可利用率,发现参数设置的问题,进而对风电机组的运行情况进行优化。风电机组的功率特性检测需要同时测量风速和风电机组的发电功率,得到表示风速与功率对应关系的功率曲线、功率系数以及风电机组在不同的年平均风速下的年发电量估算值。

1.2叶片、叶轮动平衡检测

叶片安装在轮毂上面,组成风电机组巨大的叶轮。在机组运行过程中叶片要经受风吹、雨淋、日晒、冰冻、污染、雷击各种侵蚀,或轻或重都会受到一定的损伤。叶片检测一般会对叶片的前缘、后缘、迎风面、背风面、十三切面、小叶尖、接闪器进行检查,以确定风损、失速条状态、开裂状态、表面洁净度、胶衣光泽、涡流发生器状态、定位销状态、是否遭受雷击等。叶片的加工精度、安装质量、气动异常、结冰、灰尘和积水等原因,都会导致机组存在不平衡和启动不平衡的问题。叶轮的不平衡会引起风电机组的异常振动,从而加重风电机组的局部载荷,造成异常损坏。通过对动平衡的检测和调整改善机组的运行条件。

1.3载荷检测

当今风电机组的额定功率越来越大,尺寸也越来越大。为了保证风电机组的长期安全稳定运行,有必要对风电机组在不同风速下各种运行状态的机械载荷进行分析。不仅如此,风电机组的载荷检测对于风电机组的设计也有重要意义。风电机组的载荷检测需要测量的有以下几点。风轮:叶片在叶根处2个相互垂直方向的弯矩;主轴:扭矩和2个相互垂直方向的弯矩;塔筒:塔顶的扭矩和塔基2个相互垂直方向的弯矩。需要在以下风电机组运行状态下测量。稳态:正常发电过程;出现故障的发电过程;停机,空转。瞬态:启动;正常停机;紧急停机;电网故障;保护系统的过速激活。选择合适的位置布置应变片,根据测得的应变计算应力,剔除不可用数据后,通过雨流计数法计算载荷谱,最后结果为等效载荷谱。

1.4噪声、防雷检测

风电机组在安装完成后,在运行过程中由于各种原因会产生一定程度的噪音,可能会对周围环境造成影响。噪声一般来源于机械机构和叶片。风电机组的噪声一般都是长期存在的,会对环境中的敏感因素带来困扰,如居民的生活、栖息的动物等。噪声检测主要是测量噪声声级,分析噪声谱系。风电机组均位于野外,为了得到较好的风能资源,周围没有较大的建筑物,是比较容易遭到雷击的对象,每年风电行业都会因为雷击带来很大的损失,在风电机组设计过程中也非常重视防雷设计,尽管如此,还会因为各种原因造成防雷的失效,因雷击而造成损失。为此,防雷检测也应该引起电场管理人员的重视。

1.5电能质量检测

电能质量检测包括风电机组额定参数、最大允许功率验证、最大测量功率、无功功率测量、电压波动和闪变以及谐波。风电机组的输出功率受风速影响很大,而风速变化是随机的,风电机组的并网可能引起电网的电压波动。带有电力电子变流器的变速风电机组还会向电网注入含有谐波的电流,引起电网电压的谐波畸变。并网风电机组的电压波动和闪变检测结果应与检测机组所在的电网特性无关。但是在实际测量中,电网通常会有其他波动负荷,它会在风电机组接入点引起电压波动,这样测出的风电机组的电压波动将与电网特性有关。为了解决这个问题,有关标准提出虚拟电网的方法,根据这种方法测得的结果只与风电机组自身相关。闪变测量的最终结果闪变系数是风速和电网阻抗角的函数。

2风电机组检测在风电发展中的重要作用

近些年来,国家对风电的大力支持极大地促进了风电的发展。风电机组逐渐大型化,国内企业在大型风电机组的研发设计上日趋成熟。经过几万台风电机组的大批量制造,国内的风电制造企业对机组的制造技术已是驾轻就熟。也正因如此,近两年国内的风电机组出现了产能过剩的问题。这对国内风电制造业来说是个不小的问题,但对风电行业的长期发展却不完全是一件坏事。除了风电制造业,风电机组维护、检测和维修对于风电行业的稳定健康发展同样重要,但目前都属于薄弱环节。日常的机组维护检修无法代替风电机组检测。

风电机组日常维护与检修工作一般包括故障处理、巡检、年检、半年检等,其重点在于机组的简单维修与保养,不管是目的性还是技术角度都与风电机组检测没有交汇点,两者有着本质的区别。但是,通过风电机组检测可以大大减轻维护与检修的劳动强度。从这个角度看,检测的作用不可忽视。风电场管理中不应该重视维修而轻视检测。目前有些建场时间长、运行经验丰富的风电场直接与制造企业(电机制造厂、齿轮箱加工厂)建立长期的合作关系,却对风电机组的检测没有给予同样的重视。这恰恰忽视了最节省人力和成本的环节,通过风电机组的检测提前发现隐患并采取措施,既可以延长机组寿命,也能降低维修的成本,从而为风电场增加效益。

3结束语

风电机组检测服务包括制定机组检测方案、对机组进行检测、评估机组的健康状况、提供检测报告等系统性服务。通过风电机组检测服务,一方面可以让机组运营商了解机组的运行状况,便于机组维护维修;另一方面也可以为商业上的风电场买卖交易、机组大部件保险议价提供技术性依据,从而有利于风电市场的进一步扩大。风电机组的检测是风电产业的重要组成部分。通过大力发展风电机组检测,将促进国内风电产业健康快速发展。

参考文献:

[1]李俊峰.中国风能发展报告.北京:中国环境科学出版社[R].2012.9.

[2]风电机组故障诊断研究[J].张艳云.科技创新导报.2014(33)

[3]风电机组在线远程故障诊断系统的应用[J].苏卫东.电力安全技术.2015(04)

[4]发电厂风机常见振动故障及处理[J].安浩然.黑龙江科技信息.2016(27)

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