風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化問題及對(duì)策探究

吳生炎

摘 要：風(fēng)能屬于一種可再生的清潔型能源，在目前經(jīng)濟(jì)全球化飛速發(fā)展的階段，能源消耗量急劇增加，尤其表現(xiàn)出電能消耗量的快速增長(zhǎng)，加之生態(tài)環(huán)境形勢(shì)日益嚴(yán)峻，使得風(fēng)電工程建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量快速增長(zhǎng)，在目前的生活和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。為了應(yīng)對(duì)當(dāng)下的資源枯竭現(xiàn)狀，在大力開發(fā)和應(yīng)用風(fēng)電能源的同時(shí)，還應(yīng)提高對(duì)風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化應(yīng)用的重視，通過加大研究和技術(shù)改進(jìn)、優(yōu)化等策略，提升風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的性能，解決其運(yùn)行中的問題，提升風(fēng)電開發(fā)技術(shù)水平和運(yùn)行控制水平。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電;電氣工程自動(dòng)化;問題;對(duì)策

1引言

現(xiàn)階段，風(fēng)力發(fā)電和控制技術(shù)在不斷發(fā)展進(jìn)步，其中電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用更為普遍，提升了風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電運(yùn)行效率和自動(dòng)化控制水平，表現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展要求。但是在目前的風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化運(yùn)行中也表現(xiàn)出一系列的問題，需要加強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組檢修和日常維護(hù)工作。

2風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化概述

在風(fēng)電系統(tǒng)中將風(fēng)能向電能轉(zhuǎn)換的整個(gè)過程中，通過電氣工程自動(dòng)化在每個(gè)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)所有運(yùn)行環(huán)節(jié)的自動(dòng)化運(yùn)行和控制。這其中需要綜合運(yùn)用電力電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等電子信息技術(shù)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的復(fù)雜性和綜合性特點(diǎn)，其在風(fēng)電機(jī)組中的應(yīng)用，有助于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升。尤其是在新時(shí)代下，整個(gè)社會(huì)的用電負(fù)荷在急劇增長(zhǎng)，通過風(fēng)能向電能轉(zhuǎn)換的方式，經(jīng)過輸電、變電和配電過程，供給用電戶終端，滿足社會(huì)生產(chǎn)和生活的用電需求，電氣工程自動(dòng)化在上述過程中的應(yīng)用，顯著提升風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行效率，保障整個(gè)社會(huì)的用電需求，有助于推進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

總結(jié)風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化中的關(guān)鍵則是風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，也是系統(tǒng)控制和管理工作和工程建設(shè)工作重點(diǎn)，其作為風(fēng)機(jī)中的重要組成部分，通過控制風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)風(fēng)電工程的自動(dòng)化發(fā)展，為風(fēng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障。風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的主要組成部分，主要有監(jiān)控、主控、變槳控制和變頻等系統(tǒng)，系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)直接關(guān)系能否最大化利用風(fēng)電，影響著風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化的進(jìn)程。

3風(fēng)力電氣自動(dòng)化工程所存在的問題

3.1電氣工程系統(tǒng)架構(gòu)不統(tǒng)一的問題

風(fēng)電電氣工程系統(tǒng)架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一才能保證其發(fā)揮最大作用，但是由于目前我國(guó)的風(fēng)電電氣自動(dòng)化工程中的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不夠統(tǒng)一，導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)部的兼容性較差，阻礙了硬件或軟件接口的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，難以實(shí)現(xiàn)不同企業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享，也就無法應(yīng)用不同企業(yè)的風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來有效監(jiān)控風(fēng)機(jī)設(shè)備等。

3.2電氣工程集成效果較差的問題

在風(fēng)電機(jī)組中，通過電氣工程和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，其主要目的就是發(fā)揮電氣工程自動(dòng)化的作用，發(fā)揮此系統(tǒng)的集成化效果。分析目前我國(guó)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用情況可知，盡管目前的集成化方向比較明確，然而由于針對(duì)集成化的研究還不夠深入，尤其是針對(duì)獨(dú)立自動(dòng)化關(guān)鍵層次的研發(fā)工作深入度不足，這就加大了不同系統(tǒng)相互連接的難度，難以實(shí)現(xiàn)信息資源的共享，這就會(huì)影響電氣工程自動(dòng)化的應(yīng)用作用。

3.3脫網(wǎng)問題

脫網(wǎng)現(xiàn)象在目前的風(fēng)電電氣自動(dòng)化工程中比較常見，此問題頻繁出現(xiàn)，會(huì)對(duì)風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性造成負(fù)面影響，還會(huì)影響電能的正常輸送和配電進(jìn)程。分析造成此問題的原因，主要是系統(tǒng)自身存在故障問題，或者在出現(xiàn)故障之后的恢復(fù)過程中，由于系統(tǒng)處于暫態(tài)弱生存性，或者是在目前的大規(guī)模風(fēng)電集中并網(wǎng)需求下，風(fēng)電場(chǎng)自身保護(hù)策略和保護(hù)方案無法滿足其運(yùn)行要求，進(jìn)而會(huì)引發(fā)脫網(wǎng)問題。

4風(fēng)力電氣自動(dòng)化工程問題的解決措施

4.1確保所構(gòu)建電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的科學(xué)性與統(tǒng)一性

在風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)中應(yīng)用電氣自動(dòng)化工程時(shí)，不僅要重視此電氣自動(dòng)化工程的建設(shè)工作，加大人才引進(jìn)力度和培養(yǎng)力度，提高技術(shù)人員的專業(yè)性，深入了解和掌握此工程原理和系統(tǒng)操作，實(shí)現(xiàn)操作人員技術(shù)水平和操作能力等綜合素養(yǎng)的提升，滿足風(fēng)電企業(yè)的實(shí)際運(yùn)行發(fā)展所需。而且還要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并引入先進(jìn)技術(shù)，提升電氣自動(dòng)化工程的技術(shù)水平。積極引入或借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，改進(jìn)和優(yōu)化自身系統(tǒng)中的問題。此外，還應(yīng)基于科學(xué)的理念來開發(fā)和設(shè)計(jì)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)，在不同系統(tǒng)和環(huán)節(jié)中進(jìn)行高效和科學(xué)的編程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)中的信息數(shù)據(jù)共享，提升電氣工程自動(dòng)化管理水平。

4.2提升電氣工程自動(dòng)化的集成化水平

針對(duì)目前電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中集成化效果較差的問題，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在明確設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，風(fēng)電企業(yè)應(yīng)基于統(tǒng)一性的要求來選擇軟件和設(shè)計(jì)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)，在由專業(yè)技術(shù)人員分析自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行情況之后，總結(jié)系統(tǒng)運(yùn)行中的問題，制定和落實(shí)相應(yīng)的措施來優(yōu)化和改進(jìn)、完善系統(tǒng)。

4.3積極預(yù)防和應(yīng)對(duì)脫網(wǎng)問題

在不斷總結(jié)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行中引發(fā)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)脫網(wǎng)問題的原因，應(yīng)采取以下針對(duì)性的預(yù)防和處理措施：首先是針對(duì)國(guó)家能源對(duì)風(fēng)電就的低電壓穿越能力等標(biāo)準(zhǔn)要求，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)其低電壓穿越能力，在檢測(cè)合格之后向調(diào)度機(jī)構(gòu)提供檢測(cè)合格報(bào)告。其次是嚴(yán)格設(shè)計(jì)和選擇、控制風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置性能，以此來保證風(fēng)電場(chǎng)的速率、配置和容量之間相互匹配。為此，則應(yīng)檢查好無功補(bǔ)償裝置，通過改進(jìn)和優(yōu)化來保證其無功調(diào)節(jié)能力達(dá)標(biāo)。再次，基于保證無功分層區(qū)平衡的要求，分析裝置無功容量和最大容性，保證動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間不能超過30s。此外，還要提升風(fēng)電機(jī)組的適應(yīng)性，在對(duì)風(fēng)電機(jī)組的電壓保護(hù)和主控定值等數(shù)據(jù)進(jìn)行研究之后，對(duì)升壓變壓器、箱式變壓器的分接頭位置進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，保證二者可以相互配合。最后，還要完善風(fēng)電場(chǎng)匯集系統(tǒng)中的中小電流接地系統(tǒng)，保證在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)此接地系統(tǒng)可以快速切除故障，縮小故障影響范圍和降低故障造成的危害程度。

4.4優(yōu)化電氣自動(dòng)化控制設(shè)備

在設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備階段，應(yīng)注重對(duì)其使用效率和使用安全性的考慮和設(shè)計(jì)，重點(diǎn)研究和控制設(shè)備的技術(shù)可行性、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和元器件運(yùn)行情況等，改進(jìn)和優(yōu)化自動(dòng)化控制設(shè)備的構(gòu)造。還要更換其中的老舊元件，在組裝時(shí)積極應(yīng)用新技術(shù)來降低設(shè)備損耗，保證自動(dòng)化控制設(shè)備的正常運(yùn)行。此外，還要做好設(shè)備檢查和隱患排查工作，做好人員培訓(xùn)工作，實(shí)現(xiàn)專業(yè)技術(shù)、操作人員專業(yè)水平和綜合素質(zhì)的提升。

4.5加強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的檢修與日常維護(hù)工作

針對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行中容易出現(xiàn)的風(fēng)輪故障和變槳系統(tǒng)故障等，需要加強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的定期檢修和日常維護(hù)工作。結(jié)合不同電氣工程自動(dòng)化設(shè)備的特點(diǎn)和實(shí)際運(yùn)行情況制定檢修策略，針對(duì)其常見故障以及容易出現(xiàn)故障的部位開展重點(diǎn)檢修，降低其故障概率。而且要加強(qiáng)日常維護(hù)，排查現(xiàn)場(chǎng)是否存在燒焦、電纜偏移、夾板松動(dòng)、軸承異響等問題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

5結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)階段大規(guī)模開發(fā)風(fēng)能和建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的過程中，由于風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行中的電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)受到多種問題的制約而表現(xiàn)出穩(wěn)定性差和質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性、安全性低等問題。這就需要預(yù)防和解決系統(tǒng)運(yùn)行中的故障，并加強(qiáng)技術(shù)和資金投入來提升此系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保障人們的正常用電。

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