摘要：风能是一种可再生能源，利用风能发电称为“风力发电”，是一种在当今中国能源供应中发挥重要作用的新技术。随着风力发电技术和研究的不断进步，风力发电机组的安全运行成为研究的热点。风电机组的安全运行对企业发展的重要性以及如何保证风电机组的安全运行。
关键词：风力发电机组；运行安全；控制措施；能源供应
1风力发电机组运行相关介绍
风力机的工作原理是通过主动迎风模式使风机处于迎风状态，叶轮始终处于迎风状态。它吸收风能并将其转化为机械能，驱动发电机旋转并将机械能转化为电能，最后将变压器并入电网。完成向电网供电的任务。
网络运行已成为风力涡轮机的主要运行方式。为了保证输出功率频率恒定，主要采用了恒速恒频和变频恒频两种控制方法。过去，风力发电使用恒速恒频技术。随着风力发电技术的发展，为了提高风能的转化效率，应用变焦技术使叶轮的速度随风速的变化而变化，并通过变流技术实现发电机的转矩控制，从而保证输出功率频率恒定。变频恒频是风力涡轮机在并联网络中运行的主要控制方式。
2风力发电机组运行安全性的分析
2.1 运行环境恶劣
在风电发电运行期间，由于在野外长期运行，工作条件很差，风力资源不受人为控制。在一些极端的环境下，最高风速可达每秒50米。风力机承载超载负荷，风力机的安全随时受到外界环境的影响。为了保证风扇的质量，需要对制造风扇所用的材料进行大量的实验。主要试验为材料的疲劳时间、耐高温性、耐低温性、耐腐蚀性和抗冲击性。经过试验，可以确定，风机的设计寿命一般为20年，这对风机的结构安全性能提出了更高的要求。
2.2 风机的设计
在风机运行过程中通过使用变浆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浆叶角的位置，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，一般会提前对风机记性制动，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。
2.3 风力发电机组的安全保护系统
风机在运行过程中，采用了自动化控制。自动控制系统必须保证发电机组在无人环境下的自动运行。并将实时监控数据信息上传到控制系统。其中，可编程控制器是风力机自动控制的核心元件，它还包括plc、各种传感器、控制器和主要执行设备。它通过传感器的数据采集上传到控制器，通过计算和处理给出执行装置的下一步。以保证风力发电系统的运行安全。
3保障风力发电机组安全运行采取的控制措施
3.1 设备巡视检查与定期检修
在风电机组运行过程中，控制系统能否依次完成控制功能与组成控制系统的软硬件状况有关。因此，值班人员利用中央控制室的监控设备，监控每台风轮机的运行状况和参数，定期做好风机现场检查，检查叶片外观，听声音，并定期检查硬件保护措施和个人软件。正确设置若干技术参数，消除设备隐患，是防范和控制安全风险的可行措施。此外，定期进行维修工作，例如定期润滑、定期紧固接头，采取积极的控制及维修措施，在检查及操作维修时遵守安全操作程序，并准确记录所看到及听到的结果，以利总结，比较与分析为后续设备维修工作提供更多的参考材料，努力实现设备的正常安全运行。
3.2落实风机运行数据监测分析工作
数据监测涉及转速监测、温度监测、电网数据监测与功率监测等。重点对异常数据如机舱温度、发电机绕组温度、电流、叶轮转速、功率、控制柜温度等进行信息分析，能提前判定机组运行情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，机组运行参数与报警信息能即时传输到主控制器，主控制器能够远程操控完成安全控制。
3.3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。虽机组增设有雷电防护装置，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。此外，风机运行可能会有风速超出安全工作范围的现象，若风机过速，功率过大，势必会威胁到机组安全运行。该情况下应通过远程控制让机组停机，且人员不可靠近风机；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。
3.4 掌握风力发电机组安全运行注意事项
（1）风轮机运行时，需要检查变速箱的机械部件、噪声水平和发电机的，应当进入机舱，不得进入轮毂；（2）任何时候，风轮机至少要有两个人，打开进入塔的门时要注意不要站在开放半径内，需要更多的观察，以确保在那个半径内没有其他人；（3）风轮机冻结。（4）风力机发生火灾事故时，如果要立即关闭风力机，必须完全熔化、重启，不得靠近风力机；应按下紧急关闭按钮，并切断主开关和变压器切割门。应尽量做好灭火工作，以避免火灾蔓延，如果发生危及人员和设备安全的故障，则应拨打火警电话。值班人员需要立即将断路器拉上机组线路，然后组织职工疏散危险区域；（5）在风电机组工作期间；机舱盖应在风速低于12米/秒时打开，但机舱盖必须在离开风轮机后关闭，然后上锁。风速超过14m/s后，舱盖必须关闭。如风速超过18米/秒，应严格禁止登塔。
3.5 加强风电场运维管理。
有些风电场发生风机安全事故，从表面上看是由于风机疏于维护造成的，但从深层次分析，是风电场对于维护计划、制度执行不力，管理缺失。风电机组是动态运行的设备，加强运维管理及时消除隐患，才能保证机组运行正常。
3.6 采取积极地消防措施。
由于电气故障、机械故障和雷击等原因，可能造成风力火灾事故。目前，许多风电场都在风扇舱和塔式平台上安装了灭火气体。这只是一个相对简单的消防措施。在船员不值班的情况下，可透过侦测及警告容易起火的关键地点，有效地控制火势。目前，我国已经开始了对风力防火的研究，并采用了自动消防系统来改变被动消防的做法。通过温度感应、烟雾感应、早期烟雾探测器、空气取样探测器等设备在保护区内采集信号，检测信号将发送到消防控制器，实现报警功能，并启动相应的媒体来实现灭火，应积极推动这一措施。
3.7风机安装质量的保障
在风力机运行过程中，风机安装质量的好坏直接影响到风力发电的效率和安全性。由于风扇的工作环境恶劣，在进行风扇安装时必须严格控制紧固件的扭矩值。在完成所有设备装配部件后，还需要对连接部件的电缆接头进行特殊检查。因为风扇事故统计中绝大多数的风扇都是由于连接部门没有有效连接，导致发生风扇倒塌事故，而在倒塌后，由于电力系统短路，火花最终形成了一场大火。它给风力发电系统造成了不可预测的损失。因此，我们需要严格控制风扇安装时的施工质量。在安装和施工期间，我们还需要对所有风电机组进行质量验收和测试。综合防护风扇发现组取得了实际运行效果。
4结束语
在我国风力发电的发展过程中，也暴露出了运行安全问题。其中一个问题是当电网故障、闪烁或风扇故障时，往往会自动移除单元进行自我保护，这也增加了电网故障，影响了电网的安全运行。随着风机生产制造技术的进步和智能电网的发展应用，我们将认真研究风机运行的安全控制措施，积极发展适合中国特点的先进风力机组。并向经济优化控制方向发展.必将使风电运行控制能力显著提高。
参考文献：
[1]贺德馨.中国风能发展战略研究[J].中国工程科学.2011年06期[1]贺德馨.中国风能发展战略研究[J].中国工程科学.2017年06期
[2]赵海翔.风电引起的电压波动和闪变研究[D].中国电力科学研究院.2005年[2]赵海翔.风电引起的电压波动和闪变研究[D].中国电力科学研究院.2018年
论文作者:闫磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/26
标签：风机论文; 风力论文; 机组论文; 风扇论文; 风电论文; 叶片论文; 风能论文; 《基层建设》2019年第4期论文;