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摘要：在风力发电经历了不断的改进创新之后，我国的风力发电系统发电效率已经有了很大的提高。但是由于极端恶劣气候环境的影响对风力发电机组的安全运行造成了很大的安全隐患。
关键词：风力发电机组；安全运营；控制措施
引言
在实际工作中，虽然风力发电机组在材料选择、设计、电气控制等多方面对安全运行均作出了充分的考虑，不过机组事故仍旧时常发生，那么需事先结合可能存在的安全隐患，给予相应的安全控制。
1风力发电机组运行安全性的分析
1.1运行环境恶劣
在风力发电运行的过程中由于长期在野外进行作业，工作的条件非常的恶劣，并且风力资源不是人为可以进行控制的，在一些极端环境中最高风速可以达到五十米每秒，风机承载着超负荷的载荷，风力发电机组的运营安全随时随地都受到外界环境的影响。为了保障风机的质量，在进行风机制造的时候需要对制造风机的材料进行大量的实验，主要是测试该材料的疲劳时间、耐高温性能、耐低温性能、耐腐蚀性能和抗冲击性能，在经过测试之后才能确定，并且风机的设计寿命一般是20年，对风机的结构安全性能提出了更高的要求。
1.2风机的设计
在风机运行过程中通过使用变桨距技术可以有效减低，风机在运营过程中承受的风力载荷，并且在无风的环境中风机可以自动的调整到最大桨叶角的位置，这样在出现风力资源的时候，可以保证风机运行的安全性。在进行风机系统制动的时候，可以利用三套独立的叶片变桨结构来进行安全稳定的制动，在遇到极端的环境的时候，为了很好的保护风力发电机组不受到破坏，一般会提前对风机进行制动，一般是采取启动刹车系统，保证风机的叶片都回到最大桨叶角的位置。主要是风机在运行时的动态载荷是非常大远远超出了静止状态下载荷，因为在预报有极端恶劣的天气的时候，工作人员会预先对风机进行保护，保障风力发电机组的设备安全。
1.3风力发电机组的安全保护系统
在风力发电机组工作的过程中还需要对机组进行一定的保护，在风机运行的过程中都是采取自动化控制的，自动控制系统要保障发电机组在无人值班环境下的自动运行，并且将实时的监测数据信息上传给控制系统。其中可编程控制器是风力发电机组自动控制的核心要素，还包括了PLC、各种传感器、控制器和主要的执行设备，通过传感器的数据采集再上传到控制器中，通过计算处理下达给执行设备的下一步指令，从而保障风力发电系统的运行安全性。
2风力发电机组运行安全及控制措施
2.1风电机组火灾管理措施
尽可能通过对设备本身的维护和利用消防设施来消除火灾隐患。安全管理优先考虑设备保安，其次是管理(制度、流程)保安，最后才是行为管控。目前国内风电行业对风电机组的消防管理基本“标配”为机舱和塔筒底部平台各配备2个手提灭火器，这些配置离行业要求有一定差距。为了提高风电行业管控机组火灾事故水平，应将重点放在设备上。提高风电机组主要部件的质量，尤其是提高齿轮箱润滑油系统、刹车系统、发电机出线和接线盒、变频柜和控制柜等部件的生产和安装质量。此外，风电场业主严格要求风机生产厂家按照行业主管部门的有关要求生产设备:风机叶片、机舱保温层和隔热吸音棉应选用不燃、难燃或经阻燃处理的材料，机舱内涂刷防火涂料；机舱和塔筒电缆采用阻燃电缆；风机机舱、塔筒内应装设火灾报警系统。按照《电力设备典型消防规程》要求“750kW以上的风机机舱内应设置无源型悬挂式超细干粉灭火装置或气溶胶灭火装置，采用自身热敏元件探测并自动启动”等，但要探讨避免灭火装置误报和误动的措施，否则误动也会造成设备损害，甚至人员伤亡。另外，直驱型风机由于机舱设备少，结构简单，火灾隐患较非直驱型风机大大降低。
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2.2完善我国电网建设规划
目前我国风力资源比较丰富的地区是我国的东北、西北以及沿海地区。这就使得在风力发电的过程中经常处于西电东输或者北电南输的状态，不但增加了电网建设的成本，同时也会在电能袁术的过程中产生非常大的浪费。在这样的情况下，我们需要不断的结合地理因素以及电网分部情况，从而进行合理的电网布局。将更多风力发电建设项目尽量靠近我国的输电干线，从而提升风力发电和电网传输的质量。
2.3设备巡视检查与定期检修
风电机组运行期间控制系统能否顺序完成各项控制功能，与构成控制系统的软、硬件状态良好情况相关。所以，值班人员利用中央控制室的监控设备监控每台风力发电机组的运行状况、参数，定期做好风机现场视察，查看叶片外表，听声音，经常性的对硬件保护措施、个体软件等给予检查，正确设定多项技术参数，消除设备隐患，属于安全风险防控的可行措施。此外，定期做好检修工作，如定期润滑，定期紧固连接件，采取主动防控检修措施，巡查与作业检修时遵守安全操作规程，并准确记录下所看所听的结果，便于总结，对比与分析，为后续设备维护工作的开展提供更多参考资料，力求真正做到设备正常安全运行。
2.4风机安装质量的保障
在风力发电机组运行的过程中风机安装的质量直接影响到了风力发电的效益和安全，由于风机运行环境的恶劣，在进行风机安装的时候对紧固件的扭矩值要记性严格的把控，所有的设备结合部位在进行完成之后，还需要对连接部件电气线缆接头进行特殊的检查。因为在风机事故统计中绝大多数的风机是由于连接部门没有有效的进行连接，导致了风机倒塌的事故出现，并且在倒塌之后，由于电力系统的短路产生火花，最终形成了火灾，给风力发电系统造成了无法预估的损失。因此我们在风机安装的时候需要对施工的质量进行严格的控制，在安装施工时候还需要对所有的风机组进行质量的验收和检测，全面的保障风机发现组达到了实际的运行效果。
2.5日常维护
运行维护主要由两部分组成，即远程操作和现场维护。 其中，远程操作是指通过远程控制来实现维护及故障的排查、处理。 无论是电网电压还是温度控制，均可采用远程复位得以维护。 此外，利用远程控制还能自动采集机组相关运行参数，对输出功率及风况等实施收集与远程传输， 进而为控制人员提供可靠的参考依据，进而完成高水平的远程维护。 实践表明，通过对远程维护的合理应用，能实现对故障的准确分析，缩短停机时间，保证利用率。虽然远程维护作用显著， 但仍有很多维护工作与故障的排查和处理需要到达现场进行。
2.6对特殊危险状况采取措施
气候改变，雷雨闪电均会为机组安全带来威胁，需做好过电压保护、雷电接受与传导系统、等电位连接等的有效防范，定期察看接地系统良好情况为减少雷击事件的关键举措。虽然风力发电机组本身设有防雷装置，不过出现雷击的几率仍较大，因而雷暴天气里人员应远离或禁止触摸风机，雷击结束需待1h后方可靠近发电机组；同时，空气潮湿的情况下，风力发电机组叶片受潮出现杂音，此时不可靠近风力发电机组，预防感应电。最后，寒冷与潮湿环境里若风机停机时间太长，叶片则易出现结冰现象。那么再次启动风机前，应认真检查绝缘设施，合格后方可启动。为了避免叶片冰块掉落伤人，人员禁止停留于叶片下方。
结束语
在今后的风力发电机组运行中要不断的升级设备的运行安全性，引进先进的管理系统，不断的提高我国风机发电的效率。
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[4]江康贵，蒲上析．风力发电机组控制系统的相关分析[J].电子技术与软件工程，2014(19):243．
论文作者:高强,迟林
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/19
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