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  • 風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化問(wèn)題及解決對(duì)策論文

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    風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化問(wèn)題及解決對(duì)策論文

      摘要:伴隨經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,資源枯竭已經(jīng)成為全球性的問(wèn)題。在這種背景下,風(fēng)能作為一種清潔的、可再生能源得到了大力的應(yīng)用和推廣。在信息化技術(shù)的引導(dǎo)下,風(fēng)電電氣工程充分將科學(xué)技術(shù)與環(huán)保有效結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電電氣工程的自動(dòng)化,符合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展、節(jié)約環(huán)保的特點(diǎn)。本論文以風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化為研究出發(fā)點(diǎn),對(duì)其中存在的問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的論述,并在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的解決措施。

    風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化問(wèn)題及解決對(duì)策論文

      關(guān)鍵詞:風(fēng)電;電氣工程;自動(dòng)化;問(wèn)題;對(duì)策

      在全球資源枯竭的形勢(shì)下,風(fēng)能作為一種清潔的、可再生的自然資源,被廣泛應(yīng)用到生活和生產(chǎn)中。與傳統(tǒng)的煤、石油、天然氣等資源不同,風(fēng)能屬于一種可再生資源,不會(huì)隨著使用而減少,且我國(guó)風(fēng)能資源相對(duì)比較豐富,根據(jù)全國(guó)的風(fēng)能資源普查結(jié)果顯示:中國(guó)陸地風(fēng)能距離地面10m高度的經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量高達(dá)2.53億kW,近海地區(qū)的風(fēng)資源比這一數(shù)據(jù)明顯升高了3倍左右。在這種情況下,隨著風(fēng)能開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為我國(guó)繼水電之后的最重要的一項(xiàng)舉措。

      1風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化

      1.1風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化

      風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電。風(fēng)力電氣工程自動(dòng)化,顧名思義就是從電力生產(chǎn)到電力消費(fèi)的每一個(gè)環(huán)節(jié)、每一個(gè)層次中都充分利用了自動(dòng)化進(jìn)行控制。在這一過(guò)程中,涉及到了大量的電子信息技術(shù),如:電力電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等。與其他的工程相比較,風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化具有較強(qiáng)的復(fù)雜性、綜合性,是電氣信息領(lǐng)域的一個(gè)新興領(lǐng)域。從某種程度上來(lái)講,風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用,在很大程度上提升了整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。對(duì)于風(fēng)電電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō),主要是通過(guò)各種電力設(shè)施,收集大自然界中的風(fēng)能資源,并將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化為電能,之后在進(jìn)行輸電、變電、配電,最終將電力資源輸送到用電戶終端,以滿足社會(huì)生產(chǎn)和生活的需求。尤其是在新的形勢(shì)下,隨著生活、生產(chǎn)用電量的急劇增加。在這種情況下,只有通過(guò)電力工程自動(dòng)化,不斷提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率,才能有效保障生活、生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的正常用電,推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

      1.2風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)

      在整個(gè)風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中,風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)最為關(guān)鍵,是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電工程自動(dòng)化的關(guān)鍵性設(shè)備,也是整個(gè)風(fēng)機(jī)的重要組成部分。通過(guò)風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)工作進(jìn)行良好的限度,并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),以最大限度的捕獲風(fēng)能,并在此基礎(chǔ)上保證電網(wǎng)兼容性良好的。一個(gè)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng),主要包括四部分,即:監(jiān)控系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)、變頻系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)順利與否,直接關(guān)系著風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化的進(jìn)程,影響了風(fēng)能是否得到了最大化的利用。

      2風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化中存在的問(wèn)題

      就目前而言,風(fēng)力發(fā)展已經(jīng)在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用。但是,在風(fēng)電發(fā)電的過(guò)程中,由于風(fēng)能快速發(fā)展、大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組的投入運(yùn)行導(dǎo)致負(fù)荷不穩(wěn)定,以至于在具體的風(fēng)力發(fā)電中,不少風(fēng)電機(jī)組頻頻出現(xiàn)運(yùn)行故障,直接對(duì)風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性、安全性產(chǎn)生了不利的影響。具體來(lái)說(shuō),我國(guó)風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化過(guò)程中,主要存在的問(wèn)題主要有以下幾方面:其一,脫網(wǎng)。在大多數(shù)風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化中,頻繁脫網(wǎng)現(xiàn)象較為嚴(yán)重,嚴(yán)重影響了風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性。而在研究中發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化出現(xiàn)頻繁脫網(wǎng)的主要原因有:電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中本身存在一定的故障問(wèn)題,以及恢復(fù)期間,整個(gè)系統(tǒng)處于暫太弱生存性;風(fēng)電場(chǎng)的保護(hù)策略、保護(hù)方案無(wú)法滿足大規(guī)模風(fēng)電集中并網(wǎng)的要求,以至于兩者之間出現(xiàn)一定的挑戰(zhàn),從而導(dǎo)致脫網(wǎng)現(xiàn)象頻頻發(fā)生。其二,風(fēng)電機(jī)組故障。在風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中,風(fēng)電機(jī)組主要是利用風(fēng)輪對(duì)風(fēng)能進(jìn)行接收,并將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,之后再利用風(fēng)輪將機(jī)械能傳送出去。可以說(shuō),在這個(gè)風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中,風(fēng)電機(jī)組尤為關(guān)鍵,同時(shí)也是最為薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)。在風(fēng)力發(fā)電期間,風(fēng)電機(jī)組常常會(huì)發(fā)生故障。集中表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:(1)風(fēng)輪故障在風(fēng)電機(jī)組中,風(fēng)輪負(fù)責(zé)捕獲風(fēng)中的能量,主要由葉片和輪轂組成。其中,葉片主要是在外界空氣氣流的作用下,驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng),只有通過(guò)輪轂將扭矩傳送到風(fēng)電機(jī)組的傳動(dòng)系統(tǒng)中。在這一過(guò)程中,葉片在氣動(dòng)力、重力和離心力的作用下,常常出現(xiàn)葉片揮舞、葉片擺振和葉片扭轉(zhuǎn)等葉片振動(dòng)故障。(2)變槳系統(tǒng)故障變槳系統(tǒng)是風(fēng)電機(jī)組的重要組成部分,根據(jù)變槳系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力的不同,又可進(jìn)一步具體劃分為液壓變槳和電氣變槳。在這兩種變槳模式中,液壓變槳主要有液壓設(shè)備提供驅(qū)動(dòng),而電氣變槳?jiǎng)t是現(xiàn)階段風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化中最常用的變槳系統(tǒng),主要由變槳電機(jī)、變槳電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、齒輪箱、變槳軸承和變槳系統(tǒng)控制器所構(gòu)成。在這一系統(tǒng)中,一旦電機(jī)軸承出現(xiàn)故障、變槳系統(tǒng)振動(dòng)過(guò)大、電機(jī)潤(rùn)滑油脂過(guò)多或者過(guò)少的現(xiàn)象,就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)變槳系統(tǒng)出現(xiàn)伺服電機(jī)過(guò)熱的現(xiàn)象;而當(dāng)變槳驅(qū)動(dòng)耦合不好、旋轉(zhuǎn)部分有所松動(dòng)的情況下,就會(huì)出現(xiàn)伺服電機(jī)振動(dòng)過(guò)大的現(xiàn)象;而當(dāng)變槳系統(tǒng)中軸承安裝出現(xiàn)偏差,或者軸承潤(rùn)滑不良的時(shí)候,就會(huì)導(dǎo)致變槳系統(tǒng)中減速器軸承失效,從而對(duì)整個(gè)風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化產(chǎn)生重要的影響。

      3風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化中問(wèn)題的解決措施

      針對(duì)風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化過(guò)程中存在的主要問(wèn)題,筆者認(rèn)為可從以下幾方面進(jìn)行有效的解決和完善:

      3.1脫網(wǎng)的有效解決措施

      根據(jù)引發(fā)風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化出現(xiàn)脫網(wǎng)的原因,應(yīng)做到以下幾點(diǎn):第一,確保風(fēng)電機(jī)組具有優(yōu)秀的低電壓穿越能力。根據(jù)國(guó)家能源局的相關(guān)規(guī)定,風(fēng)電場(chǎng)必須要對(duì)低電壓的穿越能力進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),并將檢測(cè)合格報(bào)告相調(diào)度機(jī)構(gòu)提交;而對(duì)于已經(jīng)并網(wǎng),但仍未進(jìn)行低電壓的穿越能力檢測(cè)的風(fēng)電場(chǎng),應(yīng)盡快完成。第二,不斷提高風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的性能,以有效確保風(fēng)電場(chǎng)的容量、配置與相應(yīng)速率相互滿足。為了有效預(yù)防脫網(wǎng)現(xiàn)象,風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)對(duì)其無(wú)功補(bǔ)償裝置的相關(guān)配置、性能等進(jìn)行詳細(xì)的檢查,對(duì)于無(wú)功調(diào)節(jié)能力不滿足要求的應(yīng)及時(shí)進(jìn)行整改。并根據(jù)無(wú)功分層區(qū)的平衡原則,對(duì)裝置的最大容性、感性無(wú)功容量進(jìn)行專門的分析,保證動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的相應(yīng)時(shí)間控制在30s以下。第三,全面提升風(fēng)電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)性。對(duì)風(fēng)電機(jī)組中的主控定值、電壓保護(hù)等各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的研究,對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)中的升壓變壓器、箱式變壓器的分接頭位置進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整,使得二者能夠最大限度的配合;第四,完善風(fēng)電場(chǎng)匯集系統(tǒng)中小電流接地系統(tǒng)。對(duì)目前風(fēng)電場(chǎng)匯集系統(tǒng)中小電流接地系統(tǒng)加強(qiáng)研究,對(duì)其35KV和10KV的小電流接地系統(tǒng)進(jìn)一步進(jìn)行改造和完善,以實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)常的匯集線發(fā)生單相故障的時(shí)候,能夠快速切除,從而有效避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。

      3.2加強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的檢修和日常維護(hù)

      針對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障問(wèn)題,除了進(jìn)行故障檢修之外,最重要的是加強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的定期檢修和日常維護(hù)工作,以最大限度降低風(fēng)電機(jī)組的故障發(fā)生率。第一,定期檢修。對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行日常維護(hù)檢修、定期維護(hù)檢修等方式,可以實(shí)際發(fā)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障,并及時(shí)進(jìn)行排除,從而有效提高整個(gè)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行效率。這就要在日常、定期檢修過(guò)程中,對(duì)風(fēng)電機(jī)組的各個(gè)電氣設(shè)備,尤其是針對(duì)容易出現(xiàn)故障的部位進(jìn)行檢修,保證其處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。第二,日常維護(hù)。在風(fēng)電機(jī)組的日常維護(hù)中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障需要馬上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排除。排除之后進(jìn)行必要的維護(hù),如:安全平臺(tái)和梯子的螺栓是否存在松動(dòng)的情況,控制監(jiān)控柜的內(nèi)部是否存在燒焦的現(xiàn)象,發(fā)電機(jī)的電纜是否出現(xiàn)偏移,夾板是否出現(xiàn)松動(dòng),軸承是否存在異常響動(dòng)等。并在此基礎(chǔ)上,結(jié)合日常檢修的結(jié)果,采用有針對(duì)性的維護(hù)方法,加強(qiáng)日常維護(hù)。

      結(jié)束語(yǔ)

      綜上所述,隨著風(fēng)力資源的進(jìn)一步開發(fā),以及風(fēng)電機(jī)組的大規(guī)模運(yùn)行。受到多種因素的影響,風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化過(guò)程中暴露的問(wèn)題日益增多,嚴(yán)重影響了風(fēng)電發(fā)電的安全性和經(jīng)濟(jì)性。在這種情況下,必須要針對(duì)所暴露出的問(wèn)題,采取有效的解決措施,有效降低風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化過(guò)程中故障的發(fā)生了,進(jìn)而有效提升整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率,以最大限度保證社會(huì)生產(chǎn)、人們生活的正常用電。

      參考文獻(xiàn)

      [1]平金波.談風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化中的問(wèn)題及解決對(duì)策[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2016(13).

      [2]王云鵬.風(fēng)電項(xiàng)目電氣安裝工程問(wèn)題淺析[J].工程技術(shù):文摘版,2017(11):00234-00236.

      [3]李霞.——以電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)為例[J].工程技術(shù):文摘版,2015(8):00150-00151.

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