风电电气工程自动化中存在的问题及对策分析

　　摘要：在全球资源枯竭的背景下，风力发电作为一种可再生、清洁的能源，已被广泛地运用于日常生活和生产工作中。尤其是风力发电作为一种可再生能源，其优点在于可以回收利用。根据全国各地的风能资源调查，发现在10米以上的陆上风能资源可利用价值达2.53百万千瓦，特别是沿海地区的风能资源，远高于陆地。另外，近几年来，风电发展迅速，风电逐渐成为我国电力生产的重要方式。因此，从整体上提高风电场的安全、可靠的角度来分析、研究风电项目的自动化问题及其解决办法，具有十分重要的现实意义。

　　1电气工程自动化概述

　　风力发电就是利用风力产生的电能，而风电的自动化，就是对风电的采集、收集、发电等过程的自动化。在对各生产环节的控制中，要运用各种现代科技手段，科学、合理地运用这些技术。因此，与其它项目相比，风力发电系统的自动化程度更高，对科技的要求也更高，而且还需要更多的综合和复杂。风能是利用各种能源装置，将自然中的风能转化为电能，再由电网输送给使用者，满足社会的生产和生活需求。

　　2风电电气工程自动化中存在的问题

　　2.1脱网故障问题

　　从当前的形势来看，风能已经趋于成熟，但风能的发展却很容易受到多种因素的影响，比如风能规模过大，风能发展迅速，从而造成机组的负荷不稳定，从而在一定程度上影响了风电机组的可靠性和安全性。同时，风电场自动化系统中的脱网故障是一个比较常见的问题，它将极大地影响到风电系统的稳定运行。有关实务研究结果表明，风能电力工程自动化发生脱网的原因很多，其中有可能存在的自动化系统故障，也有风电场的保护措施，使其无法有效地满足大型风力发电的集中并网要求。

　　2.2风电机组故障问题

　　在风力发电自动化系统的运行过程中，风力发电设备必须使用风车等设备，以达到有效的目的，再把风力转换成机械能，再通过风车把机械能输送出去。从这一点可以看出，风电机组在风电系统中的地位是十分重要的，但这一部分的功能比较薄弱，导致了风能系统的各种故障。

　　（1）风轮是风力发电设备中最有效的捕捉风能的部件，它由叶片和轮毂组成，在外部的气流作用下带动风轮旋转，再通过轮毂将力矩传递给风力发电机。叶片在这段时间内会受到离心力、重力和气动力等多种因素的影响，容易产生叶片扭转、叶片摆振、叶片摆动等振动问题。

　　（2）变桨系统故障问题。变桨是风力发电机的重要组成部分，按其驱动功率的不同，可以将其分成液压变桨和电气变桨两种。其中，水力变浆是液压设备所需要的动力，而电力变浆是风力发电和电气工程中常用的变速和降速系统的动力。

　　变桨系统由变桨系统控制器、变桨轴承、齿轮箱、变桨马达和变桨马达组成。如果电机轴承出现故障，电机润滑油脂过多或过少，桨叶系统的振动幅度过大，会导致整体变桨系统出现过热现象；而且，如果螺距传动的耦合效果不理想或者转动部件松动，很容易使伺服马达产生过度的振动。另外，如果变桨系统中的轴承安装出现了偏差，或者轴承的润滑不够，那么变桨系统中的减速器轴承就会失去功能，从而无法有效地保障风力发电的自动化运行的稳定性和安全性。

　　3提升风电电气工程自动化水平的措施

　　3.1构建科学统一的电气工程自动化系统

　　要使风能电力工程自动化在电力企业中得到全面的运用，电力公司必须积极地加强电力工程自动化的建设，主要有：电力公司要重视培养专业技术人员，同时要加大投入，引进人才，这是由于企业发展离不开专业人才的支持。此外，还要加强对现有员工的培训，使其更好地了解有关的项目及系统的运作，提高员工的专业素质和整体素质，以适应电力公司的发展需求；为了保证电力自动化系统的科学性、统一性，必须将先进的技术和技术引进到电气化自动化系统中，各有关单位不但要提高自己的技术水平，而且要积极学习国外的先进技术，吸取国外的精华，对自己的不足和不足进行改进和优化，并不断探索适合自己的发展之路；有关技术人员、管理者要具有科学的设计与开发观念，在整个系统的各个环节中尽可能地运用较为有效的程序设计，同时还要做到信息与数据的共享，使电气工程的自动化管理水平不断提高，为我国电力工业的持续健康发展提供有力保障。

　　3.2提高电气工程自动化的集成化程度

　　有关部门应制订相应的技术规范及应用标准，以改善其一体化效果，使其设计需求更加清晰。在电力工程自动化系统的设计与开发上，企业应尽可能地选用统一的软件或平台，并对其运行状况进行分析，并通过专业技术人员主动发现其运行中的问题，并采取相应的措施，以提高其性能。

　　3.3制定电气工程自动化脱网的应对措施

　　电力公司应当组织专门技术人员，针对风力发电项目中存在的故障进行分析，针对故障产生的原因，采取相应的对策，主要包括四个方面：一是保证风力发电设备具备良好的低压跨越能力，二是国家能源局关于这一点，必须按照规范要求，对低压跨越能力进行现场检查，并将合格的检验报告上报有关部门；必须持续强化风电机组的性能，确保风电机组的容量、容量、容量、功率等指标能够协调一致。同时，还要加强对风电机组无功补偿设备的检查，在无功调整能力达不到标准要求的情况下，必须对其进行改造和优化。同时，根据无功分级区域均衡原理，对设备进行无功容量及最大电容进行分析，保证动态调整的时限不超过30秒；全面提高风力发电系统的适应性，对其电压保护、主控定值等数据进行了深入的研究，并对升压变压器、箱式变压器的分接位置进行了进一步的调整和完善，使两者能够有效地结合；改进风电集中系统的中小电流接地系统。加强风力发电集中系统中小电流接地系统的研究，以保证在出现故障时能迅速切断，避免故障进一步蔓延。

　　3.4加强对电气自动化控制设备的优化

　　首先，要提高电力自动化控制装置的设计水平，提高其运行的效率，提高其运行的安全性。通过对控制设备技术可行性、产品结构、零部件操作等方面的深入研究，使自动控制设备结构得到最大的改善和优化。其次，要及时更换老化的元器件，并用最新技术装配新元器件，以减少设备损耗，保证自动控制装置的正常运转。第四，继续加强设备检查，及时发现各类安全隐患，强化培训，提高专业技术和个人综合素质。

　　结语

　　综上所述，随着风能资源的开发，风能设备的日常使用受到了很多限制，再加上风能设备的自动化问题也很多，这将极大地影响到风电的经济性和安全性。因此，各有关电力公司必须贯彻“问题具体分析”的基本工作原理，从多角度对其成因进行全面的剖析，并采取有针对性的措施，使其在自动化过程中出现故障的可能性最小化，从而使整个电网的整体运行效率和质量得到全面提升，为我国的风电电气工程事业稳步、可持续发展打下坚实的基础。

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