馮 濤

（國華（江蘇）風(fēng)電有限公司，江蘇 東臺 224200）

隨著世界各國人口數(shù)量的快速穩(wěn)定持續(xù)增加，宏觀經(jīng)濟事業(yè)領(lǐng)域總體性建設(shè)發(fā)展規(guī)模的持續(xù)擴大，各類資源要素的總體消耗數(shù)量持續(xù)增加，引致發(fā)生種類多樣的亟待加以解決處置的嚴(yán)重問題。在全世界范圍內(nèi)，指向能源資源要素提出的需求數(shù)量，以及實際消耗數(shù)量的逐漸增加，特別是圍繞煤炭能源資源等非可再生性能源資源要素，以及圍繞生物能源資源要素等常規(guī)類型能源資源要素實施的超限度使用行為，給自然生態(tài)環(huán)境體系施加較為嚴(yán)重且無法逆轉(zhuǎn)的損害，類型多樣的環(huán)境污染破壞問題逐漸突出。擇取運用適當(dāng)措施控制降低環(huán)境污染破壞問題的嚴(yán)重程度，是世界各國民眾迫切需要加以解決處置的基本問題。在此背景下，低碳經(jīng)濟思想的生成與貫徹踐行理所應(yīng)當(dāng)。低碳經(jīng)濟發(fā)展進(jìn)程中的主要特點在于能源消耗水平較低，污染問題嚴(yán)重程度相對較弱以及排放量相對較低等，而在實現(xiàn)上述技術(shù)控制目標(biāo)過程中，具備可持續(xù)再生屬性特征的風(fēng)能資源要素，能夠發(fā)揮關(guān)鍵性技術(shù)作用，且能支持助推風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟事業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)持續(xù)歷史發(fā)展進(jìn)程。從整體性視角展開闡釋分析，風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)技術(shù)方法與傳統(tǒng)的火力發(fā)電生產(chǎn)技術(shù)方法相對比，其不但具備顯著而又鮮明的高效性特點和清潔性特點，且其能夠支持發(fā)電生產(chǎn)企業(yè)組織獲取到較為可觀的經(jīng)濟收益，是能夠充分適應(yīng)契合現(xiàn)階段世界能源事業(yè)總體發(fā)展趨勢的新型發(fā)電生產(chǎn)技術(shù)方法，具備著廣闊而又充分的未來應(yīng)用發(fā)展前景。

1 風(fēng)力發(fā)電機組變槳技術(shù)系統(tǒng)故障的常見類型

當(dāng)前發(fā)展階段，基于風(fēng)力發(fā)電場內(nèi)部運用的變槳控制技術(shù)系統(tǒng)主要有兩種：一是液壓變槳控制技術(shù)系統(tǒng)；二是電動變槳控制技術(shù)系統(tǒng)。

從基本的組成結(jié)構(gòu)角度展開闡釋分析，電動變槳控制技術(shù)系統(tǒng)主要經(jīng)由伺服電機技術(shù)設(shè)備、獨立控制技術(shù)系統(tǒng)、傳感器技術(shù)組件（主要涉及包含葉片角度位置傳感器技術(shù)組件，以及2 個限位開關(guān)技術(shù)組件）、驅(qū)動器技術(shù)組件、繼電器技術(shù)組件、變速箱技術(shù)組件、后備電源技術(shù)組件（通常為超級電容器技術(shù)組件）等技術(shù)組件加以組成。

常規(guī)情形下，在風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備保持正常穩(wěn)定運行狀態(tài)條件下，其通常需要結(jié)合利用風(fēng)力技術(shù)系統(tǒng)提供的外部接入交流電源，而在電網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)發(fā)生故障問題或者是發(fā)生外部斷電問題條件下，電動變槳控制技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部安裝配置的超級電容技術(shù)組件能夠自動化地切換成后備蓄電池供電技術(shù)模式，繼而實現(xiàn)冗余電源保護(hù)技術(shù)狀態(tài)，確保風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備能夠及時而又安全地推進(jìn)完成收槳技術(shù)環(huán)節(jié)[1]。

考慮到電動變槳技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，現(xiàn)階段將其運行過程中發(fā)生的技術(shù)故障問題劃分成如下表現(xiàn)類型：（1）變頻器技術(shù)組件或者是驅(qū)動器技術(shù)組件發(fā)生通訊中斷故障以及損害故障；（2）伺服電機設(shè)備的運行電壓技術(shù)參數(shù)項目缺乏穩(wěn)定性或者是發(fā)生過載損壞問題；（3）因編碼器技術(shù)組件發(fā)生技術(shù)故障問題引致數(shù)據(jù)線技術(shù)組件接觸狀態(tài)較差；（4）變槳限位開關(guān)技術(shù)組件未呈現(xiàn)返回現(xiàn)象或者是實際所處的安全技術(shù)位置不夠準(zhǔn)確等。備用電源技術(shù)系統(tǒng)（超級電容技術(shù)組件）是變槳技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部最容易發(fā)生技術(shù)故障問題的結(jié)構(gòu)組成部分，尤其是在風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備運行使用過程持續(xù)時間超越兩年之后，其通常有較大可能性會發(fā)生指向部分?jǐn)?shù)量比例蓄電池產(chǎn)品的老化問題，繼而誘導(dǎo)其實際對外提供的電壓技術(shù)參數(shù)項目呈現(xiàn)出明顯波動現(xiàn)象，繼而伴隨著風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備使用時間的逐漸延長而提升技術(shù)故障發(fā)生可能性。

液壓變槳技術(shù)系統(tǒng)遵循的控制原理，就是在控制技術(shù)系統(tǒng)運行過程中，將檢測技術(shù)信號視作驅(qū)動力量，將液壓油物質(zhì)視作傳動介質(zhì)，將控制閥塊技術(shù)組件視作控制技術(shù)元件。變槳控制技術(shù)過程，本質(zhì)上需要借由針對氣缸活塞桿技術(shù)組件的徑向運動過程轉(zhuǎn)變調(diào)整成葉片技術(shù)組件的圓周運動過程加以實現(xiàn)，鑒于此種情況，該控制技術(shù)系統(tǒng)通常也被稱作電-液伺服變槳技術(shù)系統(tǒng)。液壓變槳技術(shù)方法是最近若干年間新近興起并且得到推廣運用的變槳技術(shù)方法，其在具體運用過程中發(fā)生的技術(shù)故障問題主要有：（1）液壓變槳超限技術(shù)故障：該種技術(shù)故障問題的發(fā)生，能夠在某種程度上影響破壞風(fēng)力發(fā)電機組運行過程中的發(fā)電生產(chǎn)能效水平，以及圍繞風(fēng)能資源要素的總體可利用率；（2）變槳不同步技術(shù)故障，該種技術(shù)故障問題的發(fā)生，能夠引致液壓回路技術(shù)結(jié)構(gòu)無法及時有效地推進(jìn)完成指向流量的控制技術(shù)環(huán)節(jié)，促使風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備的三個葉片技術(shù)組件的最大變槳角度與最小變槳角度之間差值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越技術(shù)系統(tǒng)的預(yù)設(shè)數(shù)值，繼而引致三槳葉技術(shù)組件實際所處位置呈現(xiàn)出不同步現(xiàn)象[2]。

2 開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測工作與故障診斷工作的重要意義

風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)技術(shù)方法不但基于保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境層面能發(fā)揮優(yōu)質(zhì)效果，其還能有效改善紓解不可再生能源資源要素面對的基于供應(yīng)數(shù)量相對不足方面的壓力，其在支持助推我國現(xiàn)代電力能源工業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定可持續(xù)歷史發(fā)展進(jìn)程方面，具備關(guān)鍵性影響意義。

伴隨著改革開放歷史進(jìn)程的快速穩(wěn)定持續(xù)深入推進(jìn)，以及我國各級政府相關(guān)職能部門下大力度支持助推新能源產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定發(fā)展進(jìn)程，間接上支持風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備在我國獲取到較為廣泛的安裝配置和運行使用。

特別是最近若干年間，伴隨著大型風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備（以兆瓦級別占據(jù)主導(dǎo)地位）的總體裝機容量水平呈現(xiàn)出逐年持續(xù)增大變化趨勢，繼而在技術(shù)系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)相較過往展現(xiàn)出更高復(fù)雜程度情形下，既往運用過的技術(shù)故障問題解決處置方法已經(jīng)無法滿足新型風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備技術(shù)故障問題處理過程中呈現(xiàn)的客觀實際情況，圍繞大型風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備加以運用的故障診斷技術(shù)方法和解決處置方法已然成為影響制約我國風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟領(lǐng)域宏觀發(fā)展趨勢的關(guān)鍵性因素。

一般條件下，風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備的安裝設(shè)置位置均處在與城市居民居住生活區(qū)域具備較遠(yuǎn)距離的郊外，其具體所處的綜合性技術(shù)環(huán)境條件相對惡劣，特別是在直觀真切面對夏季暴曬天氣環(huán)境或者是雷雨天氣環(huán)境，以及冬季低溫冰雪天氣環(huán)境等類型多樣的惡劣天氣環(huán)境條件下，其內(nèi)部各類技術(shù)零部件發(fā)生損壞事件的可能性通常會超過半數(shù)。

除此之外，源于風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備更新?lián)Q代時間進(jìn)程顯著超越風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備維修技術(shù)方法的發(fā)展演化進(jìn)程，客觀上會伴隨著風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備運行過程持續(xù)時間的逐漸延長，風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備會涌現(xiàn)出種類多樣的技術(shù)故障問題，也就是基于風(fēng)輪葉片技術(shù)組件，變流器技術(shù)組件，齒輪箱技術(shù)組件，變槳技術(shù)系統(tǒng)，軸承技術(shù)組件，發(fā)電機設(shè)備，以及偏航技術(shù)系統(tǒng)等多個技術(shù)結(jié)構(gòu)組成部分中均呈現(xiàn)出表現(xiàn)程度顯著的技術(shù)故障問題，且在情形嚴(yán)重條件下，會引致風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備難以維持正常穩(wěn)定運行技術(shù)狀態(tài)。

在風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備運行過程中發(fā)生技術(shù)故障問題條件下，若未能及時開展處理技術(shù)環(huán)節(jié)，則一旦發(fā)生無法簡單修復(fù)的技術(shù)故障問題，通常必須將風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備送歸專業(yè)生產(chǎn)制造廠家開展維修處置環(huán)節(jié)，或者是調(diào)動來源于生產(chǎn)制造廠家的專業(yè)技術(shù)人員前往風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備安裝使用現(xiàn)場開展零部件更換處置環(huán)節(jié)與維修處置環(huán)節(jié)，客觀上不但需要消耗數(shù)量較多的人力資源要素和時間要素，且還有可能性引致發(fā)生較為嚴(yán)重的經(jīng)濟損失結(jié)果。

鑒于上述背景，圍繞風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備推進(jìn)開展的定期維護(hù)工作環(huán)節(jié)，以及實時監(jiān)測工作環(huán)節(jié)，是現(xiàn)階段我國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)發(fā)展過程中需要關(guān)注的重點方面[3]。

3 風(fēng)力發(fā)電機組變槳技術(shù)系統(tǒng)故障的狀態(tài)監(jiān)測具體思路

假設(shè)變槳電機技術(shù)設(shè)備的溫度技術(shù)參數(shù)項目為T，超級電容技術(shù)組件的電壓技術(shù)參數(shù)項目為V，則變槳電機技術(shù)設(shè)備溫度技術(shù)參數(shù)項目的預(yù)測殘差可以用公式（1）加以表示：

在公式（1）中，T*表示的是預(yù)測的變槳電機技術(shù)設(shè)備的溫度技術(shù)參數(shù)項目。變槳技術(shù)系統(tǒng)超級電容技術(shù)組件的電壓技術(shù)參數(shù)項目預(yù)測殘差可以用公式（2）加以表示：

在公式（2）中，V*表示的是變槳技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部超級電容器技術(shù)組件對應(yīng)的電壓技術(shù)參數(shù)項目數(shù)值。本項研究將變槳技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部電機設(shè)備對應(yīng)的溫度技術(shù)參數(shù)項目相關(guān)數(shù)據(jù)視作具體需要展開驗證處理的數(shù)據(jù)項目[4]。

從圖1 中列示呈現(xiàn)的相關(guān)信息可以知曉，在正常化技術(shù)工況條件下，變槳技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部電機技術(shù)設(shè)備溫度技術(shù)參數(shù)項目的實際取值表現(xiàn)出相對平穩(wěn)狀態(tài)，但是，也未能完全徹底規(guī)避技術(shù)誤差問題的發(fā)生。

圖1 變槳技術(shù)系統(tǒng)溫度技術(shù)參數(shù)的殘差數(shù)據(jù)描述曲線

假若殘差的實際數(shù)值超越特定化的控制范圍，也就是超越預(yù)先已經(jīng)明確設(shè)定的閾值，則通常可以將此種情況下的技術(shù)狀態(tài)判斷確定成風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備變槳技術(shù)系統(tǒng)的基本運行技術(shù)狀態(tài)已經(jīng)出現(xiàn)異常問題。

本文借由引入運用特定化的閾值，針對風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備實際所處的運行技術(shù)狀態(tài)展開衡量分析。

在選取閾值過程中，需要注意部分基本技術(shù)控制要點。源于風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備實際所處的運行技術(shù)狀態(tài)，極易因具體所處的外界自然環(huán)境條件變化而發(fā)生某種改變，繼而引致實際獲取的運行技術(shù)狀態(tài)描述數(shù)據(jù)信息，在內(nèi)容組成方面展現(xiàn)出顯著而又鮮明的隨機性特點和偶然性特點[5]。

從另一個角度展開闡釋分析，本項研究中引入的圍繞變槳技術(shù)系統(tǒng)電機技術(shù)設(shè)備溫度技術(shù)參數(shù)項目的預(yù)測分析技術(shù)模型，是根植于數(shù)量繁多的歷史性樣本數(shù)據(jù)信息，擇取利用過程性記憶矩陣完成建模處理環(huán)節(jié)的，客觀上引致風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備在維持正?；\行技術(shù)狀態(tài)條件下不同狀態(tài)區(qū)間對應(yīng)的概括能力通常會呈現(xiàn)出顯著差異。

4 結(jié)語

綜合梳理現(xiàn)有研究成果可以知曉，變槳技術(shù)系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備中的重要結(jié)構(gòu)組成部分，其具體運行使用過程中發(fā)生技術(shù)故障問題的可能性相對較高，立足于風(fēng)力發(fā)電機組變槳技術(shù)系統(tǒng)完整化運行使用過程，采取適當(dāng)措施做好運行狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)環(huán)節(jié)與故障診斷技術(shù)環(huán)節(jié)，能夠支持獲取到優(yōu)質(zhì)化技術(shù)作用效果。