風電機組電氣設備的環境試驗研究

　　研究風電機組電氣設備在制造、運輸、安裝及工作現場所經歷的各種環境條件，以及環境條件對設備可能造成的影響；在此基礎上，推薦若干試驗方法和規范應用于風電機組電氣設備。
　　風電是可再生、無污染、能量大、前景廣的能源，大力發展清潔能源是世界各國的戰略選擇。風電技術裝備是風電產業的重要組成部分，也是風電產業發展的基礎和保障，世界各國紛紛采取激勵措施，從產品設計、技術研發、質量控制等各方面推動本國風電技術裝備行業走向成熟。隨著風電產業的快速發展，如何提高設備的環境適應性和可靠性越來越成為影響風電企業發展的關鍵因素。
　　國內外相關背景
　　目前我國風力發電機組每年裝機總量達到數千臺，其中大部分機型從國外引進，甚至存在引進國外也未得到充分驗證和考核的機型。我國從國外引進的機型是按照國際標準設計的，國際標準所規定的載荷條件主要是依據中歐和北美的風況、氣候制定的。而我國一些地區的風況、氣候條件及地質、地貌與國際標準中所列出的情況差別較大。因此，按照國際標準設計的機型可能不完全適合我國的自然條件，存在質量風險，一旦出現質量問題，可能會導致大量維修或者更換機
組事件發生。如，999年丹麥風電事件：丹麥的NEG Micon發生批量齒輪箱故障，需要更換1250臺齒輪箱，該公司為此倒閉，后來Vestas收購了該公司。
　　我國界資源豐富，但不同地域的資源條件差別很大。例如北方多高寒和沙塵暴，南方多高溫、潮濕和臺風，海上多鹽霧和風浪，極端氣候條件明顯，并且還存在山地、丘陵等復雜地形。這些環境條件不可避免會對風電機組的正常運行造成影響，甚至造成風電設備出現故障、停機。為避免出現上述情況，風電機組設備的設計人員在產品設計階段必須考慮上述惡劣環境因素；其次，產品在定型前，有必要在實驗室內用合適的方法模擬上述環境條件進行充分的試驗，檢驗設備的環境適應性與可靠性，及時發現并改進產品在結構、、工藝、材料、元器件等方面潛在的缺
陷，降低產品在外場出現故障的概率。依據國內外相關資料可知，合理的環境試驗是提高設備質量的必要且有效手段。

　　風電機組電氣設備的環境條件與試驗研究
　　風電機組結構介紹
　　常規的風力發電機組整體結構如圖，所示，包含眾多機械、電氣及電子裝置，主要部件有：風輪葉片、測風裝置、機艙、偏航環、塔架以及塔基．
　　風電機組中的電氣設備包括機艙控制柜、發電機、塔基控制柜、變流器等，機艙控制柜、發電機裝在機艙內，塔基控制柜、變流器裝在塔基內。
　　風電機組電氣設備的環境條件研究
　　我國陸上風電場分布在新疆、內蒙古、甘肅、廣東、浙江等二十多個省（市、區），若干海上風電場也在建設當中，各風電場的氣候環境條件
差異較大，其中，對電氣設備影響較大的環境應力包括：溫度、振動、沖擊、濕度、鹽霧、低氣壓、電磁干擾等。下面以機艙控制柜為例（內部結
構如圖2所示），研究其在制造、運輸、安裝、工作過程中經歷的各種環境條件，具體內容見表1。
    不同種類環境條件對電氣設備造成的影響如下：
　　溫度環境效應