摘要：由于各大风电场地理位置的不同，温度气候的差异，以及风向变化率的差异，工作人员在制定理想的检修策略方案时，还应该结合以往的经验，根据本风场的具体特点，详细的统计数据，做好风力发电机组的检修工作。在风电场实际运行以后，需要对成本加以合理的控制，在这之中，主要包含的内容是相应的折旧费用以及人工成本等，这些影响因素都需要在投产初期进行控制，否则在后期就难以进行有效的调节，这是核心的问题所在，只有这样才能促进利用率的提升，保证将各项费用控制在能够承受的范围之内。本文分析了风力发电机组优化检修。
关键词：风力发电机组；优化检修；特征；
风能是典型的可再生能源之一，是化石能源的有效替代能源。随着我国风电场开发规模的增大，风电机组的数量在快速增加。随着机组的功率和尺寸的增大，发生故障的可能性也在随之加大，机组的维护费用通常会达到总成本的20%以上。为了保障风电场的正常运作，对风电机组的维护和保养也就显得越来越重要。
一、运作特征
1.生产特征。若想提高风电场的经济效益，必先提高风力发电机组的可利用率。由于风力发电对于风能的运用有着苛刻的要求，所以，若想最大限度地提高风力发电机组的可利用率就必须从风力的自身属性入手，选择盛风期时段进行重点突破。综观全国，各大发电场的盛风期多为半年左右，在这一时段产生的总电量尤为可观，而若是换做无风期，则面临无电可发的困境。因此，因地制宜、因时制宜，准确地判断本场的盛风期乃是提高风力发电机组可利用率的一项不可缺少的前提条件。正式投产之后，风电场会产生很多运作成本，例如，人工费、折旧费、检修费、银行利息等。[对于银行利息和折旧费这部分成本主要依靠投资来解决。由于风电场一旦运营之后，将很难进行调节，故此，降低成本的关键则是在于提高风电机组的可利用功率，并降低检修维护成本和人工费用的支出。
2.风力发电机组的基本故障特征。通常来说，属于同一风电场的同型号风力机组在全年运行过程中多会出现至少二十种障碍，其中百分之七十的故障是由于部件损坏所致。从结构上讲，大部分风力发电机组分为内部部件和机械部件两大部分，前者的损坏一般不会引发从属损坏，而后者的损坏则会导致从属损坏。为保证 人身安全，若想巡检，一般都必须在负荷率偏低时进行，并且只有在发电机组停运时才可登机，这些硬性规定在客观上为发电机组的检修制造了很大的障碍。此外，即使经过严密的巡检，很多机械构件运行状态的恶化也不能够被准确地检测出来，尤其是位于主传动系统的大构件，若想检验出其是否恶化，必须通过对化验结果或者振动频谱来分析得出，这也是检修风力发电机组所无法避免的难题之一。更棘手的是，一旦主传动系统的构件损坏常会引致相关联的其他构件的损坏，漫长的恢复时间将进一步加重损失。
二、风力发电机组优化检修
2.1 PLC检查
由于PLC是控制的核心，所以要首先检查PLC的工作是否正常。通过检查操作界面，确认PLC的软件版本、工作状态是否正确，不存在死机的现象。之后，外部检查PLC的状态显示是否正常，同时感知PLC外壳，确定设备工作没有过热现象。
2.2 通讯检查
PLC工作正常后第二步检查通讯功能，如果控制系统通讯存在问题，则风电机组所有的设备状态包括安全链的信号都无法检测到。通讯模块检查项目主要包括：通讯模块的电源供电模块是否正常工作，通讯模块的接头和接线是否正确，设置的通讯波特率是否合适，通讯地址是否正确，通讯光纤的信号强度是否充足，接线是否正确。
2.3 安全链检查
在通讯功能正常后，第三步检查安全链回路。根据风电机组的控制逻辑，如果安全链回路不闭合，机组的主要设备都是不能开始工作的。安全连回路检查流程中，首先要确认安全链模块的工作状态正常，安全链的软件工作正常，如果安全链模块已经发生损坏，则在更换新模块之前，后面一切检查都是徒劳的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果安全链软件有问题，则需要重新下载或灌装安全链程序。
排除软硬件故障后，在根据电路图纸接线原理，根据回路检查各安全节点的功能是否正常，检查过程中要分清故障原因。有的情况是安全链信号传输过程中存在干扰或故障，而非发生了不安全事件。而有的故障原因是设备运行状态确实达到了触发安全报警的极限。如发生了严重的扭缆状态，机舱振动超限等。当所有安全连回路闭合，且状态正常后，主设备开始工作，之后就可以进行各分系统的检查和故障排除。
2.4 各分系统设备检查
风电机组各分系统设备包括变桨系统、偏航系统、液压系统、润滑系统、冷却系统等。在检查这些系统设备时，要严格按照电路图所指示的回路进行检查。而检查电气回路的类别主要分为控制回路和动力回路。
(1)控制回路主要有测量、控制和反馈三种功能。测量功能主要是将各类型传感器如温度、压力、转速、位置、加速度、风速、风向、电压、电流等信号转换成特定范围的电压信号以供PLC卡件测量来判断设备的工作状态。传感器的电压一般较低，但是也有例外情况，如有些电压互感器的电压值就在230V，如不小心，会有触电的危险。这些测量信号有的是电压信号，有的是电流信号转换成电压信号。因此，检查和更换传感器时，要注意电流传感器回路中的分压电阻的好坏，更换新的传感器后也要注意安装正确的分压电阻。
(2)控制功能主要是由PLC卡件发出24V控制信号，用弱电控制接触器吸合和断开以实现接通或断开动力电源的目的，达到自动启停电气设备的作用。接触器常见的损坏形式有，触头粘连，电磁线圈失效等，其结果均造成不能有效控制电气设备，直至设备状态参数超出正常的范围而被测量信号检测出来，报出故障。
(3)反馈功能回路是对于一些带有辅助触点、漏电保护或过流保护的开关和接触器，用来监视、检测这些设备的状态，从而判定是否有过流、漏电等故障，这些信号一般是与PLC数字输入的DI卡件形成的回路，通过常开、常闭逻辑判定被监控设备的工作状态。DI模块及回路使用相同的0V和24V的直流电压而不是动力电压380V，如当空开跳开后，连带的辅助开关也跳开了，PLC的DI模块由闭合变成断开，使PLC捕捉到这些信号，并报出故障。
(4)动力回路主要有三相回路和单相回路，单相电压主要有230V和380V两种。不论是检查接触器还是接线端子检查，在检修过程中都要注意断电和验电的安全事项。同时在上电前要注意检查设备的相间及对地绝缘状况，以免上电出现短路，损坏设备。在电机维修后，还要验明相序是否正确，避免电机反转。
(5)电气设备故障的检查应首先根据故障类型对照图纸找到相应的电气回路，观察回路中有无明显的故障现象，如跳闸、过热、烧损或接线松脱等，以判定是否出现过流现象或电气元件的机械零件失效，进行更换。如没有明显故障现象，通过控制界面查看是哪个反馈信号或测量信号不正常，检查对应的设备工作状态是否存在问题。如设备状态正常且无损坏，检查测量回路和反馈回路是否正常。如无问题，检查控制回路及控制元件，之后是动力回路和电气设备。按照上述检测方法，不但使检查思路变得较为清晰，同时也加深了新员工对控制系统和电气系统的认识。
结束语
总之，随着风电机组的不断发展，机组的故障诊断技术也在不断发展，各种诊断技术的相互融合，优势互补是保证故障诊断准确有效的方向，成熟良好的诊断技术应用在风电机组中，必将推动风电事业的进一步发展。
参考文献：
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[3]李时欣.发电机组检修项目管理系统的优化分析与研究[D].浙江工业大学，2016
[4]肖斯瑶.浅谈风力发电机的应用与发展[J].科技展望.2016（28）.
论文作者:赵杰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/9
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