风力发电机组的运行维护技术

1、风力发电机组的运行维护技术随着科技的进步，风电事业的不断发展。风能公司下属的达坂城风力发电场的规模也日益扩大，单机容量从30kW逐渐升至600kW，风机也由原来的引进进口设备，发展到了如今自己生产、设计的国产化风机。伴随着风机种类和数量的增加，新机组的不断投运，旧机组的不断老化，风机的日常运行维护也是越来越重要。现在就风机的运行维护作一下探讨。 一运行 风力发电机组的控制系统是采用工业微处理器进行控制，一般都由多个CPU并列运行，其自身的抗干扰能力强，并且通过通信线路与计算机相连，可进行远程控制，这大大降低了运行的工作量。所以风机的运行工作就是进行远程故障排除和运行数据统计分析及故障原因分析。

2、 1远程故障排除 风机的大部分故障都可以进行远程复位控制和自动复位控制。风机的运行和电网质量好坏是息息相关的，为了进行双向保护，风机设置了多重保护故障，如电网电压高、低，电网频率高、低等，这些故障是可自动复位的。由于风能的不可控制性，所以过风速的极限值也可自动复位。还有温度的限定值也可自动复位，如发电机温度高，齿轮箱温度高、低，环境温度低等。风机的过负荷故障也是可自动复位的。 除了自动复位的故障以外，其它可远程复位控制故障引起的原因有以下几种： （1）风机控制器误报故障； （2）各检测传感器误动作； （3）控制器认为风机运行不可靠。 2运行数据统计分析 对风电场设备在运行中发生的情况进行详细的

3、统计分析是风电场管理的一项重要内容。通过运行数据的统计分析，可对运行维护工作进行考核量化，也可对风电场的设计，风资源的评估，设备选型提供有效的理论依据。 每个月的发电量统计报表，是运行工作的重要内容之一，其真实可靠性直接和经济效益挂钩。其主要内容有：风机的月发电量，场用电量，风机的设备正常工作时间，故障时间，标准利用小时，电网停电，故障时间等。 风机的功率曲线数据统计与分析，可对风机在提高出力和提高风能利用率上提供实践依据。例如，在对国产化风机的功率曲线分析后，我们对后三台风机的安装角进行了调节，降低了高风速区的出力，提高了低风速区的利用率，减少了过发故障和发电机温度过高故障，提高了设备的可利

4、用率。通过对风况数据的统计和分析，我们掌握了各型风机随季节变化的出力规律，并以此可制定合理的定期维护工作时间表，以减少风资源的浪费。 3故障原因分析 我们通过对风机各种故障深入的分析，可以减少排除故障的时间或防止多发性故障的发生次数，减少停机时间，提高设备完好率和可利用率。如对150kW风机偏航电机过负荷这一故障的分析，我们得知有以下多种原因导致该故障的发生，首先机械上有电机输出轴及键块磨损导致过负荷，偏航滑靴间隙的变化引起过负荷，偏航大齿盘断齿发生偏航电机过负荷，在电气上引起过负荷的原因有软偏模块损坏，软偏触发板损坏，偏航接触器损坏，偏航电磁刹车工作不正常等。又如，在对Jacobs系列风机控

5、制电压消失故障分析中，我们采用排除实验法，将安全链当中有可能引起该故障的测量信号元件用信号继电器和短接线进行电路改造，最终将故障原因定位在过速压力开关的整定上，将该故障的发生次数减少，提高了设备使用率，减少了闸垫的更换次数，降低了运行成本。 二维护 风力发电机是集电气、机械、空气动力学等各学科于一体的综合产品，各部分紧密联系，息息相关。风力机维护的好坏直接影响到发电量的多少和经济效益的高低；风力机本身性能的好坏，也要通过维护检修来保持，维护工作及时有效可以发现故障隐患，减少故障的发生，提高风机效率。 风机维护可分为定期检修和日常排故维护两种方式。 1风机的定期检修维护 定期的维护保养可以让设备

6、保持最佳期的状态，并延长风机的使用寿命。定期检修维护工作的主要内容有：风机联接件之间的螺栓力矩检查（包括电气连接），各传动部件之间的润滑和各项功能测试。 风机在正常运行中时，各联接部件的螺栓长期运行在各种振动的合力当中，极易使其松动，为了不使其在松动后导致局部螺栓受力不均被剪切，我们必须定期对其进行螺栓力矩的检查。在环境温度低于-5时，应使其力矩下降到额定力矩的80%进行紧固，并在温度高于-5后进行复查。我们一般对螺栓的紧固检查都安排在无风或风小的夏季，以避开风机的高出力季节。 风机的润滑系统主要有稀油润滑（或称矿物油润滑）和干油润滑（或称润滑脂润滑）两种方式。风机的齿轮箱和偏航减速齿轮箱采用

7、的是稀油润滑方式，其维护方法是补加和采样化验，若化验结果表明该润滑油已无法再使用，则进行更换。干油润滑部件有发电机轴承，偏航轴承，偏航齿等。这些部件由于运行温度较高，极易变质，导致轴承磨损，定期维护时，必须每次都对其进行补加。另外，发电机轴承的补加剂量一定要按要求数量加入，不可过多，防止太多后挤入电机绕组，使电机烧坏。 定期维护的功能测试主要有过速测试，紧急停机测试，液压系统各元件定值测试，振动开关测试，扭缆开关测试。还可以对控制器的极限定值进行一些常规测试。 定期维护除以上三大项以外，还要检查液压油位，各传感器有无损坏，传感器的电源是否可靠工作，闸片及闸盘的磨损情况等方面。 2日常排故维护

8、风机在运行当中，也会出现一些故障必须到现场去处理，这样我们就可顺便进行一下常规维护。首先要仔细观察风机内的安全平台和梯子是否牢固，有无连接螺栓松动，控制柜内有无糊味，电缆线有无位移，夹板是否松动，扭缆传感器拉环是否磨损破裂，偏航齿的润滑是否干枯变质，偏航齿轮箱、液压油及齿轮箱油位是否正常，液压站的表计压力是否正常，转动部件与旋转部件之间有无磨损，看各油管接头有无渗漏，齿轮油及液压油的滤清器的指示是否在正常位置等。第二是听，听一下控制柜里是否有放电的声音，有声音就可能是有接线端子松动，或接触不良，须仔细检查，听偏航时的声音是否正常，有无干磨的声响，听发电机轴承有无异响，听齿轮箱有无异响，听闸盘与

9、闸垫之间有无异响，听叶片的切风声音是否正常。第三，清理干净自己的工作现场，并将液压站各元件及管接头擦净，以便于今后观察有无泄漏。 虽然上述的常规维护项目并不是很完全，但我们只要每次都能做到认真、仔细，一定能防止出现故障隐患，提高设备的完好率和可利用率。 要想运行维护好风力发电机组，在平时还要对风机相关理论知识进行深入地研究和学习，认真做好各种维护记录并存档，对库存的备件进行定时清点，对各类风机的多发性故障进行深入细致分析，并力求对其做出有效预防。只有防患于未然，才是我们运行维护的最高境界。我国风电产业将大步跨越2010-12-10 11:47:50 国际新能源网网友评论 目前正在征求意见的十二

10、五可再生能源发展规划中一个重点的信号是要加快核电建设，而水电及风电等也将得到大力发展。国家发改委能源研究所一位专家表示，“规划仍在做调整，预计年底可以基本定稿。” 从2003年以来，我国风电装机容量年均增长率达到70%以上。到2009年底，全国风电建设总容量为2268万KW，已并网运行容量为1767万KW，总吊装容量达到2412万KW。我国风电装机容量世界排名由2008年的第四名升至第三名。“目前对于风电的最新发展目标已基本明确，2015年全国风电规划装机9000万KW，其中海上风电500万KW，到2020年全国风电规划装机1.5亿KW，其中含海上风电3000万KW。”上述参与规划的专家称，“

11、未来出台的规划将强调电网输配能力与风电发展规划协调发展，在建设风电电源时，必须考虑电网配套建设。”在我国风电市场发展初期，外资企业处于占据我国风电设备市场70%以上的绝对主导地位。但随着国家对国内风电设备制造商的政策扶持以及国内企业不断技术创新，内资企业的市场份额迅速提高，并不断刷新市场竞争格局。 事实上，“外资风电设备价格高质量好”一直是业内的普遍共识。目前，风机的设计寿命一般要求在20年以上，就我国风电电价水平和投资成本而言，开发商至少需要8、9年才能收回投资。由设备质量引起的运行故障等问题成为开发商投资收益的最大威胁。因此，质量问题尤为关键，较之内资品牌，外资品牌的风机一直备受各大开发商

12、的青睐。但最近几年，一些国内风电开发商更倾向于采购国产风机。因为外资设备质量固然是不错，但现在的性价比已经比前几年有所下降。 目前国内风电开发商在评标时，最为看重的指标是“KWh电成本”，它综合了风机的技术、价格、服务等各种因素。但由于外资企业产品的KWh电成本偏高，很难在竞标时胜出。此外，另一个不容忽视的因素是，国外设备制造企业的售后服务响应速度慢，因为由于服务维修不及时或者故障部件更换不及时所造成的停机会带来巨大的发电损失。也有专家称，“很多人对华锐风电的风机质量比较担忧，但实际上该公司的风机运行效率可达到97%以上，所以说优质快速的服务可以弥补短时间内设备质量的不足。” 售后服务响应速度

13、慢以及产品不能适应中国本土国情，或许正是国产品牌在中国市场份额上升的重要原因之一。此外，为落实装备制造业调整和振兴规划，提升装备制造业整体水平，推动机械基础零部件产业结构优化升级，工业和信息化部10月下旬公布了机械基础零部件产业振兴实施方案，针对高效清洁发电设备配套围绕重点领域，突破一批关键零部件发展瓶颈，如风电塔筒用大规格高强度紧固件，要求防腐蚀性能，超700小时，强度等级10.9级、12.9级，螺钉强度稳定，适应高低温环境；高可靠性核电专用紧固件开发研制新型材料、要求8.8级以上强度、可靠性强、抗干扰化。风电用的高强度紧固件由于长期野外服役，环境恶劣，维修条件差，所以要求风机稳定性强。正常

14、连续工作情况下，风电紧固件要求必须保证20 年以上的使用寿命。风电高强度紧固件性能技术要求较高。风电用紧固件的材料和制造工艺，有潜力、有市场，对技术期待将是可持续发展的课题。国外设备制造企业对高强度螺栓热处理很重视，确保其组织的均匀性，以获得最佳的强韧性的配合，保障螺栓服役时的安全。国内制造商对此尚未引起重视，普遍存在的问题是螺栓热处理缺陷，导致组织的不均匀。虽然螺栓的强度及硬度值可达到10.9级及以上性能的要求，但由于组织均匀性差，多种原因造成早期失效。因此，在制造工艺中应加强过程控制。最近，国家标准化管理委员会公布了20个风电发电机组标准，其中GB/T25458-2010风电发电机组 合格

15、认证规则及程序将在明年1月1日实施；还有GB/T19072-2010风电发电机组 塔架、GB/T25381-2010风电发电机组系列型谱、GB/T25383-2010风电发电机组风轮叶片、GB/T25390-2010风电发电机组球墨铸铁件、GB/T25385-2010风电发电机组运行及维护要求等也将在明年3月1日实施。这说明风电机组零部件加工正在提速。随着中国钢铁企业的技术进步，高强度、高耐热、高成型棒材线材的大量推出，既能满足低碳经济和日益严格的风电机组零部件机械性能的要求，也能支持风电发电机组整机与零部件的国产化。可见，未来风电产业将出现蓬勃的发展势头，紧固件企业应抓住这一特好时机，在新形

16、势下有所作为。 双馈式风力发电机组发展情况概述2010-11-22 13:09:39 国际新能源网网友评论 目前，带齿轮箱风力发电机组主要有双馈式风力发电机组和全功率变频风力发电机组两种形式，其中双馈式风力发电机组市场份额超过90%。下面着重阐述双馈式风力发电机组特点、市场应用情况及其发展趋势。一、双馈式风力发电机组特点双馈式风力发电机组具有以下特点：1.技术成熟、质量可靠。自工业化革命以来，齿轮传动已经成为技术最成熟、最主流的传动方式，广泛应用于航空、航天、船舶、汽车、钟表等工业和生活领域。风力发电机组工作环境恶劣，对机组可靠性要求很高。双馈机组采用的大功率大速比齿轮箱技术从20世纪90年代

17、起已经开始应用，其在风电中的故障率已低于电气系统和发电机系统。叶轮+齿轮箱+发电机的传动链结构简单，各类载荷分配合理，整体质量可靠性高。2.效率高、性价比优。该技术有效分配了机械传动系统和发电系统的参数配置，通过高速比齿轮箱提高电机转速，大幅提高发电机效率。同时该机型仅有占额定功率1/51/3的转差功率通过变流器，变流器的能量损失小。整机效率高、性价比优。3.可维护性好。双馈式风力发电机组一般采用叶片+轮毂+齿轮箱+联轴器+发电机的传动结构，这种结构各主要部件相对独立，可以分别进行维护和维修。现场维修容易，时间响应及时。4.电能质量好，低电压穿越能力强。双馈式风力发电机组采用双馈式感应电机和部

18、分功率变流技术，发出的70%以上的电能通过定子输送到电网，产生的谐波小、电能质量好。同时，该技术具有功率因数可调、有功功率和无功功率控制方便，低电压穿越性能好等特点，可实现电网友好型接入。但在大型风力发电机组实际运行中，齿轮箱是故障率较高的部件。由于风力发电机组一般安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，加之所处自然环境交通不便，齿轮箱安装在塔顶的狭小空间内，一旦出现故障，修复非常困难，故对其可靠性和使用寿命都提出了比一般机械高得多的要求。例如对构件材料的要求，除了常规状态下机械性能外，还应该具有低温状态下抗冷脆性

19、等特性；应保证齿轮箱平稳工作，防止振动和冲击；保证充分的润滑条件等。对冬夏温差巨大的地区，要配置合适的加热和冷却装置。还要设置监控点，对运转和润滑状态进行遥控。二、市场应用情况全球权威风能产业研究机构BTM最新发布的2009年全球风电产业报告显示，2009年全球新增风电装机1380万千瓦，在已装机的风力发电机组中，86%的风力发电机组采用带齿轮箱的风力发电机组。在全球前十大风电设备生产企业中，有VESTAS(丹麦 维斯塔斯)、GE WIND、华锐风电、GAMESA(西班牙 歌美飒)、东汽、SUZLON(印度 苏司兰)、SIEMENS、REPOWER(德国 瑞能)等八家企业采用齿轮箱技术。在直驱

20、风电产品中，约8.5%的机组采用电励磁直驱方式，而永磁直驱不足5%。目前，全球已并网运行的800多台海上风力发电机组，全部采用带齿轮箱的传动形式。从目前国内的情况来看，带齿轮箱机组变桨变速双馈式风力发电机组的装机容量比例最大，代表厂家包括华锐风电、东汽、国电联合动力、明阳、上海电气和北重等，市场份额超过80%；直驱式变桨变速型风机也有一定装机容量，代表厂家包括金风科技、湘电风能等。三、发展趋势风力发电机组技术的成熟性、质量的稳定性和可靠性、及时而低成本的维修将是市场选择的最重要标准。带齿轮箱机组技术已经在过去的十多年中成为大型风力发电机组的主流技术；永磁直驱技术目前尚未得到市场长时间的运营检验

21、。从我国目前情况来看，带齿轮箱机组占据风电技术的主流地位。也有一些企业认为齿轮箱是故障较高的部件，采用无齿轮箱结构能大大提高风电机组可靠性，降低故障率，提高风电机组寿命，因此，这些企业看好直驱机组未来发展潜力和市场需求，使得拥有直驱风电机组生产技术的厂商数量在逐渐增加，包括Enercon（德国意耐康）、金风科技、西门子、GE、湘电风能、航天万源和东方电机等。不同风电技术路线的发展，都需要通过市场来进行考验，市场的选择是最好的标准，这样将更有利于促进风电产业的健康发展和技术进步。说SKF的WindCon在线振动监测系统2007-04-23 21:31现在风机上都要求在线系统，听说SKF的WindCon，不错，还与金风签署战略合作协议，不知进展如何？国内很多人不接受，其实那东西很好，象专家系统，不用人为干预。咱应该多用。目前大多风力机虽然安装有振动检测系统，但仅仅是对整机进行保护。无法很清楚知道单个部件是否运行良好。如果另外采用一套检测系统对重要部件的关键部位进行24小时连续的检测，这样能够提前发现问题，提前做好预防。如果仅仅靠简单的检测传感器，往往很重要的部件如:齿轮箱、轴承等部件，在已经坏了的时候才发现问题。可是那些外行总在乎那几个钱，不知道吊车维护一次5万元/天也是钱，比在线系统的价钱还贵，更不能预测系统的疲劳故障时间及趋势。唉，技术不好与老板的钱挂钩啊。状态监测