引言
风力发电在并网上是拥有很高的未来潜能的，中小型并网双风轮风力发电机拥有极高的发电效率，对于风速要求不高。对于风能的使用效能还高的特点，它相较于各种其他的发电机。不仅更具有研究价值，还很存在极高的发展前途。
1风力发电机的原理
风力发电机的基本原理是利用风能转动风力发电机的叶片，通过叶片与发电机之间的转动相对运动来驱动发电机转子旋转。发电机转子内部的线圈与外部的磁场产生相对运动，从而在导线中产生感应电流，最终将机械能转化为电能输出到电网。典型的风力发电系统由风力发电机、变流器、控制系统和电网连接等组成。在风力发电系统中，变流器扮演着关键的角色。其主要功能是将风力发电机产生的交流电转换成电网所需要的稳定的直流电，其基本工作原理是利用功率电子器件（如晶闸管、晶体管、硅控整流器等）对输入的交流电进行整流，将其转换为直流电，以便于存储或传输到电网中。变流器通常由整流器、滤波器和逆变器组成，它不仅影响着风力发电系统的电能转换效率，还直接关系到系统的稳定性和可靠性。因此，变流器的设计和性能对整个风力发电系统的运行至关重要。
2风力发电机组运行故障
2.1发电机故障
（1）电腐蚀失效：在变频器供电的双馈发电机内，电流流过轴承的情况较常见，业内将以上现象叫做电腐蚀。轴承电腐蚀一般发生在电流经过滚动体由一个滚道流至另一个滚道的过程中。放电能量及持续时间影响着电腐蚀对轴承的破坏程度。通常情况下，电腐蚀下的轴承表层暗淡，出现很多融溶的小坑，直径约5～8μm。（2）磨损失效：理论上讲，轴承内部很少出现磨损问题，但是当有外界颗粒污染进到轴承或润滑不够时，则很容易发生磨损问题。停机状态下，轴承自身震动也可能导致磨损情况。（3）绝缘破损失效：当发电机出现绝缘破损时，会发生电流泄露，导致机组的电能转换效率下降。电缆接头松动可能导致电缆断裂，进而影响机组的电力传输。转子故障会导致机组无法正常运转，甚至造成进一步的损坏。因此，在检修过程中，应注意电机绝缘的完整性，确保电缆接头的稳固连接，以及检查转子的运行状态。同时，及时更换老化和损坏的发电机部件，可以延长发电机的使用寿命。此外，发电机火灾也是一种常见的故障，由于电器故障、短路或不正确的电气连接引起，火灾不仅会导致发电机的损坏，还会对整个风力发电机组的安全和稳定性产生严重影响。因此，在风电场中，采取适当的预防措施，如定期检查电气系统、确保电气连接的稳固性、使用可靠的火灾监测和报警系统等。
2.2叶片故障
叶片故障是风力发电机组运行中的一种常见故障，叶片故障可能包括叶片损坏、叶片电缆断裂等。当发生叶片故障时，会对风力发电机组的性能和效率产生负面影响，因此需要及时进行维修和更换。叶片的损坏会导致机组的风能捕捉效率下降，进而减少发电量，并增加机组的振动和噪音。为了预防叶片故障的发生，可以定期检查叶片的表面和结构，或安装风速传感器来监测风力发电机组的运行状况，及时发现异常情况并采取相应的措施。
2.3变桨系统故障
变桨系统故障会导致叶片无法根据风速变化而及时调整角度，从而影响机组的风能捕捉效率。其主要原因：（1）液压系统故障：变桨系统中的液压系统是控制叶片调整角度的关键部分，液压系统故障可能包括液压油泄漏、泵或阀门故障等，这些故障会导致液压系统无法正常工作，从而影响叶片角度的调整。（2）变桨电机故障：变桨系统中的电机负责驱动叶片进行角度调整，电机故障可能包括电机损坏、电路故障等，这些故障会导致电机无法正常工作，进而影响叶片角度的调整。
3风力发电机效能提升方法
3.1风力发电机并网的关键技术
并网要求有合适的幅值、转速、频率以及相角，对于电动机拖动的发电机并网都很困难，更何况是风力发电机。在风速波动的情况下，通常会偏离并网给定的标准。实际上进行并网的关键发电技术就是并网逆变系统的加入。在并网逆变系统的中公网可以看成一个无穷大的电源，这时候再增加其他的交流电源输入，从而可以提高电能的质量，帮助风力发电机达到并网的许可，也可以在离网作用时当作电压源直接供电用户。在并网过程中，需要注意：（1）在使用逆变系统，还有离网的状态时，需要进行快速的变化。（2）如果要做到电力的同步，需要提高锁相环科技。（3）通过引入自动控制技术，这里主要指闭环的系统，可以有效改善发出的功率稳定性。
3.2改进技术与策略
在其他改进技术与策略方面，研究人员也致力于优化变流器的制造工艺、提高其故障容忍能力和适应环境能力，以及改进系统运行策略等。通过优化制造工艺，提高焊接质量、封装密封性和表面涂层耐腐蚀性等，可以提高变流器的制造质量和稳定性。另外，改进系统运行策略，例如引入智能控制策略，实现变流器的自适应调节和优化运行，有望提高系统效率和稳定性。这些改进技术和策略的应用，可以有效提高风力发电机变流器的可靠性和稳定性，从而为风力发电系统的安全稳定运行提供更可靠的保障。
3.3运用现代技术全面检测风力发电机组运行
利用现代技术全面检测风力发电机组的运行情况。通过监测关键参数和数据，可以及时发现运行故障，并采取相应的维修措施。例如，无损检测技术可以用于检测设备的隐蔽缺陷，如发电机绝缘损坏、齿轮箱的齿轮损伤等；遥测监测技术可以实时监测机组的运行状态，提前预警故障并指导维修工作；使用机器学习算法来分析监测数据，以识别潜在的问题和预测未来的故障；引入远程操作和控制系统，以便在发现问题时能够迅速采取行动；通过红外热像仪来检测设备的温度分布，从而判断是否存在异常情况；声波检测技术可以用于检测设备的振动和噪音水平，以判断是否存在机械故障；安装传感器来监测风力发电机组的振动、温度、湿度等参数，以获取更全面的运行数据；使用无线通信技术可以将数据传输到远程监控中心，实现远程监测和管理。
结束语
当风速比较小时，双风轮风力发电机可以保证电能质量，并且稳定性也好，具有更充分的优点。本文探究的中小型风力发电系统中，可以广泛使用双风轮的发电机作为电能供应源，风力发电厂可以设计在风力适中，人为的干扰比较少的地区，提高风力发电的可靠性。并网采用的是直驱并网的方式，这种办法适合风力不足的地区，而且相关的电力质量不稳定，以及各种不可抗因素的干扰程度也比较低，能够促进对风力这种可再生能源的利用。
参考文献
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