胡祥興

（六盤水師范學(xué)院，貴州 六盤水 553000）

風(fēng)能是一種清潔無公害的可再生能源，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其應(yīng)用范圍也在不斷擴大。隨著風(fēng)電裝機容量的增加，風(fēng)電設(shè)備的研發(fā)也越來越多。與傳統(tǒng)的火力發(fā)電相比，風(fēng)力發(fā)電具有零排放、污染小、成本低等優(yōu)點，因此成為目前全球發(fā)展最快的能源之一。為了提高風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的質(zhì)量和可靠性，需要對其進(jìn)行有效控制。

1 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 發(fā)電機運行效率低

當(dāng)涉及能源生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展時，提高發(fā)電機運行效率至關(guān)重要。發(fā)電機運行效率低下可能導(dǎo)致能源資源的浪費、高成本的能源生產(chǎn)以及對環(huán)境的不利影響。發(fā)電機運行效率低的原因主要有以下兩方面：一方面，發(fā)電機設(shè)備隨著使用時間的增長，部件可能出現(xiàn)磨損、老化或腐蝕等問題，導(dǎo)致設(shè)備的效率降低。這可能會導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)換效率下降，發(fā)電機產(chǎn)生的功率減少，從而影響風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的總體發(fā)電能力。另一方面，機械故障是發(fā)電機效率下降的另一個常見原因。例如，軸承損壞、傳動系統(tǒng)問題、機械部件松動等都會導(dǎo)致發(fā)電機的運轉(zhuǎn)不平衡。發(fā)電機運行效率低帶來的危害主要包括以下幾點：首先，發(fā)電機運行效率低導(dǎo)致發(fā)電機產(chǎn)生的功率減少，整個風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力下降，無法滿足電網(wǎng)的需求。其次，發(fā)電機運行效率低意味著轉(zhuǎn)換輸入能源到電能的效率較低，從而浪費了大量的風(fēng)能資源。最后，發(fā)電機運行效率低會導(dǎo)致發(fā)電能力不足，減少了發(fā)電收入。同時，維修和修復(fù)低效率問題也會增加成本。

1.2 風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)有待提升

隨著風(fēng)力發(fā)電的迅速發(fā)展，風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)變得越來越重要。風(fēng)功率預(yù)測是評估和預(yù)測風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)未來發(fā)電能力的關(guān)鍵工具，對于電網(wǎng)調(diào)度、發(fā)電計劃和運維決策具有重要意義。然而，當(dāng)前的風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)仍然面臨著一些挑戰(zhàn)，制約了風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)的提升。風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)低下的原因主要有以下幾點：首先，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)受到多種因素的影響，如地形、氣象條件、大氣層流等。這些復(fù)雜的風(fēng)場特性使得風(fēng)功率的預(yù)測變得具有挑戰(zhàn)性，傳統(tǒng)的預(yù)測方法可能無法準(zhǔn)確預(yù)測風(fēng)速和風(fēng)功率的變化。其次，風(fēng)功率預(yù)測通常依賴天氣預(yù)報數(shù)據(jù)。然而，天氣預(yù)報本身存在一定的不確定性和誤差。不準(zhǔn)確的天氣預(yù)報會導(dǎo)致風(fēng)功率預(yù)測的不準(zhǔn)確性，影響著風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運行和調(diào)度決策。最后，風(fēng)功率預(yù)測需要大量的歷史數(shù)據(jù)和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)作為輸入。然而，由于數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)葐栴}，可能存在數(shù)據(jù)缺失和質(zhì)量問題。這會對預(yù)測模型的訓(xùn)練和準(zhǔn)確性產(chǎn)生不利影響。不準(zhǔn)確的風(fēng)功率預(yù)測可能導(dǎo)致發(fā)電計劃和運維決策的錯誤。如果預(yù)測結(jié)果與實際情況相差較大，可能會導(dǎo)致發(fā)電機組的過量或不足運行，增加運營成本，降低發(fā)電效率。

1.3 發(fā)電機組安全性能不足

發(fā)電機組安全性能不足可能由多種原因引起，具體原因有以下幾點：首先，隨著發(fā)電機組設(shè)備的使用壽命增加，設(shè)備可能會出現(xiàn)老化、磨損和損壞等問題。這可能導(dǎo)致設(shè)備性能下降，如電氣絕緣性能變差、機械部件失效等，進(jìn)而影響發(fā)電機組的安全性能。其次，缺乏定期的維護(hù)和保養(yǎng)可能導(dǎo)致發(fā)電機組設(shè)備的安全性能下降。例如，未及時更換磨損的零部件、未清理積聚的污垢、未進(jìn)行必要的潤滑等，都會增加故障和事故的風(fēng)險。最后，控制系統(tǒng)的故障可能導(dǎo)致電流超載、電壓異常、頻率波動等問題，進(jìn)而影響發(fā)電機組的穩(wěn)定性和安全性。發(fā)電機組安全性能不足可能導(dǎo)致人員受傷甚至生命危險。

1.4 風(fēng)電機組的故障診斷和維修工作不力

風(fēng)電機組的故障診斷和維修工作不力的原因主要有以下幾點：首先，缺乏高效、準(zhǔn)確的故障診斷系統(tǒng)是故障診斷工作不力的一個主要原因。如果系統(tǒng)不具備足夠的傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和監(jiān)測軟件，或者缺乏合適的故障診斷算法和工具，就會導(dǎo)致故障診斷的困難和不準(zhǔn)確性。其次，故障診斷和維修需要有經(jīng)驗和專業(yè)知識的技術(shù)人員進(jìn)行操作。如果缺乏經(jīng)驗豐富的工程師和維修人員，就會導(dǎo)致故障診斷和維修工作的不力。技術(shù)人員的水平和能力不足可能會延長故障的修復(fù)時間，增加停機時間和損失。最后，故障診斷和維修的及時性對于恢復(fù)發(fā)電機組的正常運行至關(guān)重要。如果故障診斷和維修工作沒有及時進(jìn)行，會導(dǎo)致故障的進(jìn)一步擴大和嚴(yán)重化，增加修復(fù)的難度和成本。這些故障診斷和維修工作不力會帶來以下危害：首先，故障診斷和維修工作不力會延長發(fā)電機組的停機時間，導(dǎo)致發(fā)電能力下降，無法滿足電網(wǎng)的需求，影響電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。其次，故障診斷和維修工作不力會增加維修成本和停機損失。修復(fù)故障所需的時間和資源增加，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟損失和運營成本的增加。最后，故障診斷和維修工作不力可能導(dǎo)致設(shè)備的安全風(fēng)險增加。未能及時發(fā)現(xiàn)和修復(fù)潛在的故障隱患，可能導(dǎo)致事故的發(fā)生，給工作人員和設(shè)備帶來安全風(fēng)險和損害。

2 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)關(guān)鍵問題的解決措施

2.1 提高發(fā)電機的運行效率

發(fā)電機的運行效率直接影響著發(fā)電成本。高效率的發(fā)電機可以在相同的風(fēng)資源條件下產(chǎn)生更多的電能，從而降低單位的發(fā)電成本。要提高發(fā)電機的運行效率，就要做好以下幾點：（1）通過改進(jìn)發(fā)電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和磁路設(shè)計，可以提高其效率。例如，采用高效的電磁設(shè)計和優(yōu)化的磁路形狀，減少磁阻和能量損耗，提高發(fā)電機的轉(zhuǎn)換效率。（2）通過優(yōu)化發(fā)電機的控制系統(tǒng)，例如，改進(jìn)電流控制算法和電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以提高發(fā)電機的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，從而提高其運行效率。（3）在安全范圍內(nèi)，適度提高發(fā)電機的運行溫度可以提高其效率。通過采用有效的冷卻系統(tǒng)和絕緣材料，可以有效降低發(fā)電機的熱損耗，提高熱效率。（4）定期進(jìn)行發(fā)電機的檢查、清潔和潤滑，保持其良好的運行狀態(tài)，可以減少機械和電氣損耗，提高發(fā)電機的效率和壽命。

2.2 提升風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)

提升風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)對于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運行和調(diào)度具有重要意義。通過提升風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)，可以提升風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)的水平，為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運行和調(diào)度提供更準(zhǔn)確、可靠的預(yù)測結(jié)果，最大程度地提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率和經(jīng)濟性。要提升風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)，具體可以從以下幾點展開：首先，建立完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括安裝風(fēng)速測量設(shè)備、風(fēng)向測量設(shè)備以及溫度、濕度等氣象參數(shù)的監(jiān)測設(shè)備。確保采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、全面，并進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理，以消除異常值和噪聲的影響。其次，通過對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取出與風(fēng)功率相關(guān)的有效特征?？梢岳媒y(tǒng)計方法、頻譜分析、小波分析等技術(shù)來尋找具有預(yù)測能力的特征。同時，采用特征選擇算法，剔除無關(guān)特征，提高預(yù)測模型的精度和效率。再次，采用模型集成的方法，將多個預(yù)測模型進(jìn)行組合，提高預(yù)測的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。常見的集成方法包括加權(quán)平均、堆疊模型等。同時，結(jié)合實際運行情況，對預(yù)測模型進(jìn)行定期評估和優(yōu)化，保持模型的精度和可靠性。最后，建立實時監(jiān)測系統(tǒng)，對實際發(fā)電情況進(jìn)行監(jiān)測，并將實際發(fā)電數(shù)據(jù)與預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較和分析。根據(jù)實際情況的變化，及時調(diào)整和更新預(yù)測模型，保持預(yù)測的準(zhǔn)確性。此外，關(guān)注新的技術(shù)和方法的發(fā)展，及時引入新的數(shù)據(jù)和算法，以不斷地提升風(fēng)功率預(yù)測的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.3 提升發(fā)電機組安全性能

發(fā)電機組的安全性直接關(guān)系到操作人員和維護(hù)人員的人身安全。高安全性的發(fā)電機組可以減少事故和傷害的發(fā)生，保護(hù)工作人員免受電擊、火災(zāi)、機械傷害等潛在危害。要提升發(fā)電機組安全性能，應(yīng)從以下幾點著手：第一，建立健全的定期檢查與維護(hù)制度，對發(fā)電機組進(jìn)行定期檢查、清潔和維護(hù)。檢查包括電氣系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等各個方面，確保設(shè)備的運行正常，發(fā)現(xiàn)問題及時修復(fù)，減少故障發(fā)生的可能性。第二，配置完善的安全保護(hù)系統(tǒng)，包括過電流保護(hù)、過溫保護(hù)、電壓保護(hù)等，以確保發(fā)電機組在異常情況下自動停機或采取相應(yīng)的保護(hù)措施，保護(hù)設(shè)備不受損害。第三，在發(fā)電機組周圍設(shè)置適當(dāng)?shù)臏缁鹪O(shè)備，如火災(zāi)報警器、滅火器等，以應(yīng)對可能發(fā)生的火災(zāi)事故。同時，確保發(fā)電機組的電氣設(shè)備符合防火要求，采用阻燃材料和合適的布線方式，減少火災(zāi)風(fēng)險。第四，制定健全的應(yīng)急預(yù)案，包括針對不同類型故障和事故的處理程序，以及緊急停機和安全撤離的步驟。對工作人員進(jìn)行定期的安全培訓(xùn)和演練，提高其應(yīng)對突發(fā)情況的能力和意識。第五，安裝發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)、溫度、振動等參數(shù)。配置報警系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并報警，以便及時采取措施進(jìn)行處理，避免事故發(fā)生。

2.4 加強對風(fēng)電機組的故障診斷和維修

通過加強故障診斷和維修工作，可以及時準(zhǔn)確地定位故障，并采取相應(yīng)的維修措施，避免故障進(jìn)一步擴大和造成更大的損失。合理規(guī)劃維修工作，減少停機時間和維修費用，降低維修成本，提高風(fēng)電項目的經(jīng)濟效益。要加強對風(fēng)電機組的故障診斷和維修力度，具體可以從以下幾個步驟展開：（1）配置高效、準(zhǔn)確的故障診斷系統(tǒng)，包括傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和監(jiān)測軟件等。通過實時監(jiān)測和分析風(fēng)電機組的運行參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)故障，并提供相應(yīng)的故障報警和診斷信息。（2）針對風(fēng)電機組可能出現(xiàn)的故障類型，建立故障分類和分級體系。將故障按照嚴(yán)重程度和影響范圍進(jìn)行分類，并根據(jù)分類結(jié)果制定相應(yīng)的維修計劃和優(yōu)先級。（3）建立專業(yè)的維修團(tuán)隊，包括技術(shù)人員、工程師和維修人員等。確保維修團(tuán)隊能夠及時響應(yīng)故障報警，并具備快速、準(zhǔn)確地定位和處理故障的能力。（4）采用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)和工具，如振動分析、紅外熱成像、故障模式識別等。通過這些技術(shù)和工具，可以更準(zhǔn)確地識別故障根源，并※進(jìn)行有效的維修和修復(fù)。（5）制定維修計劃，包括定期維護(hù)和預(yù)防性維修等。合理管理備件庫存，確保備件的供應(yīng)和更新，減少維修時間和停機損失。

3 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也在不斷發(fā)展和進(jìn)步，但是，由于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備在工作過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，如發(fā)電機運行效率低、風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)有待提升、發(fā)電機組安全性能不足等。導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電技術(shù)難以得到有效的推廣和應(yīng)用。因此，要進(jìn)一步加強對風(fēng)電設(shè)備的技術(shù)研究，積極開展自主創(chuàng)新，提高整機性能與可靠性，推動我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。