前言：风能作为一种可再生的清洁能源, 将在能源领域扮演越来越重要的角色, 因此, 风电在未来电力系统中将具有强大的穿透力。基于此, 付风力发电机自身故障时能够及早未取补救措施以达到不间断运行的能力要求色在增加, 能够自动维护和修复的风力发电系统对未来风电场的监控和管理有积极作用。
1 风机发电系统概述
风力发电是基于我国能源可持续发展战略演变来的新型能源供应系统。不但有效转变了我国传统火力发电模式,使不可再生能源利用率显著下降,巩固了我国资源储备量,同时借助无公害的发电方式,更有效避免了火力发电对生态系统的伤害。站在经济与生态可持续发展角度来看,风力发电模式已成为我国未来电力系统必然的发展趋势。以现阶段风力发电举例,发电机主要选用双馈式、笼型异步式与直驱式三种。在电网接入与变频处理等方面,三种电机都有各自不同的特点。比如,直驱式发电机主要是利用电子通过变频器进行调控,双馈式是借助转子通过变频器进行调控。因此不同形式的风力电机系统,对于变频器的整合要求也不同,若要进一步确定风机发电系统变频器是否存在故障,则必须分别拟定检修方案并确保故障诊断技术选用正确,才能使风力发电系统持续运行。
2 变频器故障问题分析
变频器是风机发电系统运行中必要的机械设备,更是决定系统远程管理质量的决定要素。根据现阶段风机发电系统资料可知,普遍变频器安装与使用都会面临长期的高温与脏污的环境,若无法提供有效检修清理工作,则势必会导致变频器设备元件寿命与系统状态严重受损,最终导致变频器设备出现故障,影响整体风机发电系统的使用质量。以现阶段选用的发电机形式而言,变速恒频式风力发电机是目前最常用的类型,此类发电机在面临电网故障时存在较大的缺陷,使得外部环境影响无法被隔绝,内部限制因素无法被调节,自然会导致风机发电系统故障问题极为普遍。其次,部分风机发电系统调节速度极慢,因此风机风能的吸收数据并不会在短时间内降低,但发电机组的极端电压已经下调,使得风能转化压力过大,其电力输送效率与稳定性便会存在风险。在此期间,若电网能量无法全部输送至电网内,则势必会有部分能量被系统消化,使得电容与电压急速升高,若不及时加以解决,则会产生电磁转矩突变等问题,使变频器的使用质量受到严重影响,甚至极易产生安全事故。
3 风机发电系统变频器故障诊断
3.1 安装配置故障诊断。电子设备都具备精密性的特点,并且设备元件极易受到周边环境的影响,因此在设备安装过程中,必须确保安装环境持续处于常规状态,并且提供适当的防护措施,才能有效降低设备故障风险。变频器作为高精密性的设备, 对于安装与使用环境的要求更加苛刻,因此检修人员必须选择适当的天气对变频器进行检查,避免对保护装置造成伤害的同时,使检修平台尽量保持在平稳状态,如此才能避免对变频器造成额外伤害。其次,在变频器使用过程中,检修人员需要根据地方电力供应需求判定变频器参数选用的适宜性,以避免参数差异对风机发电系统造成损害。若在此期间发现变频器参数设置存在问题,则需要将相应问题提供给厂家,以便变频器参数的调整更专业,避免对工作开展造成额外损害。
3.2 待机负载运行调试。为确保风机发电系统变频器在使用过程中持续处于稳定状态,检修人员可根据负载运行情况对设备驱动系统与模块参数进行调整,以便电机运行风险能够及时被解决。根据以往资料可知,待机负载运行调试可分为以下五个步骤:首先,检修人员需要拟定适当参数对电动机驱动控制模块进行设置,使电机能够按照控制系统要求正常运作;其次,检修人员需要对设备内其他功能性元件进行调试,根据地方风机发电系统需求对元件运作频率进行调整时,需要严格把控元件之间的协作性与可控性,以便风机发电系统能够持续被利用,并降低出现使用风险的概率。因此站在元件复杂性角度来看,此阶段调试工作较为繁琐,需要经由多次调试与试验才能确保设备能够按照要求运转;再次,将变频器连接系统运行调试,在基本的元件检查与运作模式调控后,若系统中存有上位机设备,则需要将控制线与上位机进行连接,确保能够通过上位机对变频器的操作模式进行调整,以便变频器运转的可控性得以保障;最后,根据风机发电系统要求选择适宜的控制方式与调整措施,判断可能造成的影响并提供完善的防护措施。另外,在变频器旁加装接触器时,所有变频器相关设备都需要安装至配电箱内,以此隔绝外界环境可能对变频器设备造成的影响,更便于后续检修等工作的开展。而一旦出现变频器故障, 旁路接触器能够根据电力运行状态自动将线路切换至旁路内,以便风机发电系统的运行质量得以保障。
3.3 变频器维护工作分析。变频器维护需要引起管理部门和维修人员的高度重视。必须从思想上杜绝变频器不坏不检查, 坏了直接更换的落后思想。管理部门需安装产品使用说明书制定详细的维护检查制定并认真落实。设计设备布局时也要充分考虑变频器的使用条件,尽量按照要求的环境进行安装,确保变频器可以安全可靠运行。变频器设备元件在修理及更换后必须对相应部位进行妥善处理,确保绝缘漆等防护措施落实完善,并且能够定期对绝缘柱更换,避免出现碳化的问题。同时,根据变频器的使用要求与相关参数,需要更精细的连接线路,确保线路连接部位无金属裸露等情况,才能确保变频器使用能够持续处于稳定状态。
4 变频器故障诊断技术优化对策
4.1 神经网技术的应用。神经网是人工神经网络的简称,是由大量的批处理单元互联而形成的网络,这是一种对人脑的一种抽象、简化和模拟。反应的也是人脑的基本特征。在诊断变频器故障的时候,利用此网络模型中显层和隐层对于数据的分析, 可以大致的判断出变频器故障的类型。在实际问题解决的时候,类型确定,其针对性的措施才能够进一步的细化。将神将网技术利用在变频器的工作系统中,那么变频器的工作状况会在神将网上得到统一的显现, 通过神将网的数据捕捉,判断变频器故障的类型将更加的准确和可靠。
4.2 小波分析技术对信息的处理。小破分析法是目前一种非常重要的信息处理方法。简而言之,小波分析法是一种利用小窗口进行数据分析的办法,在利用此方法的时候,小窗口的状态可以进行改变,其位置也可以进行移动。在利用了神经网技术之后,可以获得较为准确的而数据,而将小窗口对应到数据中,就可以对收集到的数据进行分析和处理,通过处理结果清楚的对变频器进行故障诊断。
风力发电系统中变频器的故障诊断对风力发电系统的正常运作具有重大意义, 本文首先对风力发电系统做了简单介绍, 故而,在论述风机发电系统中变频器的故障诊断期间,必须明确变频器可能出现的故障类型与特点,并提供详细的审查流程与资料,才能为后续风机发电系统的使用提供更全面的技术保障。
参考文献：
[1]邓李苹,朱金华.风机发电系统中变频器的故障诊断研究[J].商品与质量,2019(29).
[2]谭江.风力发电系统变频器故障诊断研究[J].通讯世界,2019(20):227-228.
