云南龙源风力发电有限公司云南省昆明市650228
摘要：随着我国工业生产的快速发展以及人民生活水平的不断提升，对于能源的需求量越来越大，但是，天然气、石油等都属于不可再生的能源，其储备量有限，这就需要人们加大对可再生能源的开发以及研究力度。近年来，风力发电产业的发展迅速，并且风力发电技术的完善有利于成本的节约，然而，在风力发电系统运行的过程中存在着一系列的安全隐患，这种现象很有可能引发运行故障。鉴于此，本文就风力发电系统状态监测和故障诊断技术展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：风力发电机组；状态监测；故障诊断
1.风力发电机组概述
1.1风力发电机组介绍
风力发电主要是借助风机将风能和电能进行转化，并且运用电磁感应的原理，将转化所得的电能经过调压等操作之后使其输送至用户以及电网中。风力发电机组经过多年的建设已经初具规模，风力发电机组是通过改变传统的恒速频风力发电机组而得来的，在此过程中运用了先进的设备以及技术对其进行了完善，如今，变桨距技术是比较常用的一项新技术。这一技术的运用可以对风机叶轮的转速进行动态调整，并且能够按照风速的具体变化运用变流技术，以此来有效确保发电输出频率的稳定性。使用变速恒频技术，能够有效保障风力发电的质量，因此，该技术目前被应用到了我国的风力发电并网系统中。
1.2风力发电机组构成
组成风力发电机组的结构主要有变桨系统、叶轮、主控系统、传动机构、发电机组、变频系统、偏航系统、机舱以及塔架等，通过风能来带动叶轮转动，运用变桨距技术对叶轮的转速进行调整，以此来达到提升发电效率的目的，通过主控系统、转动系统以及变频系统来确保转速的稳定性，以此来进行发电，如图1所示为发电机组的基本构成图。
图1风力发电机组基本构成图
2.状态监测技术
2.1性能参数检查
这种方法主要用在对风力发电机组运行状态实际输出功率的检测方面，以此来得到实际的监测结果，并且将其和机组正常的输出功率进行对比，从而对性能参数是否超出阈值进行判断，以此来分析在风力发电系统中是否存在障碍。
2.2振动监测技术
该项技术可用在发电机组齿轮、轴承以及机舱系统等振动情况的监测中，在此过程中，可以借助传感器来完成振动信号的采集工作，并且系统将采集到的信号和正常的信号进行比对，一旦发现其中存在异常现象，系统就会自动发出报警信号。一般情况下，振动监测技术的运用，主要使用的是旋转角采集法以及幅域统计分析法等方法，在运用该项技术的基础之上配合使用FFI分析法可以起到消除干扰的作用，并且还能够有效确保振动信号的准确度，和其他的监测技术相比，该技术的使用成本相对较高。
2.3油液监测技术
对于风力发电机组的运行效能而言，油液质量对其有着直接的影响，使用油液监测技术来离线检查油液质量、油温、铁削以及油滤压降，得到的监测数据能够直观体现出系统部件的运行状态，从而实现对故障的定位。
2.4过程参数监视
过程参数监视是一种常规状态下的监测技术，该技术主要是监测风力发电机组中的运行状态以及各项参数，在此基础上将其和系统正常的运行参数进行比对，如果二者不匹配，就说明机组运行出现了问题，此时系统就会发出报警信号。
3.风力机的故障诊断技术
3.1叶片的故障诊断
在风力发电机组中，叶片是非常重要的前置部分，一旦在叶片中出现不平衡的问题，就会对系统的正常运行产生影响。因此，需要定期监测风力发电机组中叶片的故障，并且要做好气力不对称以及转子不平衡等问题的分析工作，在开展该项工作的过程中，常用的方法有功率谱密度法以及小波不变化法等，此外，还能够运用光纤电流传感器网络对故障进行分析。
3.2齿轮箱的故障诊断
就风力发电机组来说，因齿轮箱长时间处于恶劣的环境中，受损几率相对较高，因此，需要定期开展齿轮箱的故障监测工作。此时，可以通过采集异步电机电流信号，同时对其进行解析来判定齿轮故障，借助频率和幅值来对旋转轴的旋转频率进行调节。之后，对解调的电流信号进行离散小波变换，以此来实现清除干扰的效果。
4.风力发电机组运行安全控制措施
4.1设备的检修
就风力发电机组来说，设备的质量安全直接决定着发电的质量，一旦设备中的某一部件出现了问题，就会直接对风力发电机组的正常运行产生影响。因此，在风力发电机组运行的过程中，需要定期做好各个部件的检修以及维护工作，这样一来不仅能够有效确保各个设备以及零部件的质量，同时还能够使其处于正常稳定的运行状态。在检测工作中一旦发现有故障存在，就需要对现存的问题以及潜在的隐患进行分析，并且采取科学合理的措施排除安全隐患。此外，对于户外作业的发电机组来说，在面对不良天气状况的时候，特别是要做好检测维护工作，提前根据天气预报的信息对风力发电机组进行全面检查，确保目前风力发电机组处于良好的状态。
4.2风机安装质量的保障
在安装风力发电机组的时候，应该在确保风力发电机组各个零部件质量达标的基础上，严格按照相关标准以及规范进行安装，以此来有效确保风力发电机组的安装质量，使其能够在安全的状态下带来更大的经济效益。但是，通常情况下，风力发电机组的作业环境都比较恶劣，这就加剧了风力发电机组安装工作的困难程度，面对这种情况，在安装风力发电机组的时候，需要加大对各个环节的控制力度，在此基础上再严格遵循各项安装标准实施安装操作。在安装作业完成之后，还需要做好安装质量的检查工作，面对安装不合格的风力发电机组，需要责令其进行重建或者整改，并且还应该强化验收环节的工作，确保每一项风力发电机组的安装工作都能够保质保量完成，有效确保风力发电机组能够实现预期的运行效果。
4.3数据监测的分析
风力发电机组的运行状态会受到自然环境为代表的多种因素的影响，因此，需要加大对风力发电机组具体运用状态的监控工作，其中包含风力发电机组的风机实际转速、工作环境所在的温度、并网电力数据信息以及电力功率的检测等方面的工作。一旦在监控过程中发现有异常数据存在的时候，就需要结合工作人员多年的经验以及实际情况，对现存的问题以及故障进行初步判断分析，并且对故障进行定位，之后通过调查实际情况以及异常状况，找出异常原因以及确定是否有安全隐患存在，最终针对异常问题给出合理的解决措施，使风力发电系统能够处于正常稳定的运行状态。为了能够保障风力发电机组状态监测工作的科学性，还应该不断落实技术创新以及改进工作，在此过程中还需要引入新的网络技术、信息技术、自动化技术以及传感技术等。
结语
总而言之，就风力发电机组的故障诊断以及状态监测工作来说，其中涉及到多个不同的学科以及众多领域。在未来的发展过程中，还应该不断融合各种技术以及方法，以此来有效完善风力发电机组的故障诊断以及状态监测技术，该项工作的开展需要多人参与其中，以此为风力发电机组的正常运行奠定良好的基础。
参考文献：
[1]吴艳标.风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2018（07）：1.
[2]傅雷.面向状态监测和故障诊断的风力发电模拟技术及其应用研究[D].浙江大学，2018.