風電機組在線故障診斷系統應用案例分析

1。風電機組在線故障診斷的必要性

　　風能作為一種清潔的可再生能源越來越受到世界各國的重視。在風力發電快速發展的同時，風電機組運行過程中暴露出的問題越來越突出，尤其是關鍵機械部件發生的故障導致機組非正常停機維修，嚴重降低了發電效率。由于風電機組因故障導致的維修不便性使得應用問題日益突出。例如：如何提高風電機組的利用率、如何減少風電機組的突發事故率和故障停機時間；如何改善風電機組的定期維修保障設備的安全健康運行等等問題。另外由于單臺風機的功率越來越大導致風機發生故障后的維修費用也日益提高。因此，深入研究風電機組在線故障診斷技術研制適合風電機組在線故障診斷的技術裝備，對可能危及安全的故障零部件實現在線故障診斷對將要出現的重大故障發出早期報警。為減少風電機組突發事故率和故障停機時間，降低維修成本、進行視情維修、提高發電效率和經濟效益提供科學依據已成為風電行業當前面臨的迫切需要解決的問題之一。

2.當前風電視組的維護方式

　　當前我國風電機組維護主要采用兩種方式借助的手段主要是人工經驗或離線式檢測設備兩者各自特點如下：

　　(1)定期檢修即每隔一段時間對風電機組進行檢修。定期檢修主要是依據風機保養和維護的相關規程，對風機進行檢修如更換潤滑油脂、風機運轉時是否存在異響等。定期檢修依靠人的經驗與水平工作效果因人而異缺點是對密閉在機器內部的軸承、齒輪故障難以發現：

　　(2)故障檢修，即事后檢修。故障檢修主要是指風電機組出現故障之后對有故障的部件進行有針對性地檢修。故障檢修缺點是對兩次檢修期間的突發性故障無法發揮作用r對潛伏期較長的故障隱患也難以跟蹤和發現一旦隱患在下次定檢前發展為重大故障，將造成很大損失。

3.風電機組在線故障診斷的狀況

　　在國內，在線故障診斷技術在風電機組上的應用還處于起步階段。目前各大風電機制造商開始在各自的風力發電機上試驗性地開展工作但還沒有批量安裝在線故障診斷設備。隨著風力發電機單機容量的增加和保險市場的成熟，在兆瓦級機組上配置在線故障診斷設備將成為一種必然趨勢。

　　在目前應用為數不多的在線故障診斷設備中，情況也有所不同：

　　(1)有的在線監測技術能夠提供大量的測量數據和豐富的分析圖表然而運維人員卻無法從這些數據中取得能夠判斷風電機組狀態有效信息無
法精確定位故障部件和故障類型：

　　(2)有的在線監測技術。雖然引入了“模糊“型或“學習’‘型專家系統，但在監測系統使用之前需要花一段時間來“熟悉“或“學習”監測對象以建立相對應的統計模型。每當監測對象發生改變時，就需要再一次進行“學習“，無法做到即裝即用和在線自動診斷：

　　(3)有的在線監測技術采用故障診斷專家系統，能夠準確識別故障類型、程度和精確定位故障部件實現自動在線故障診斷且無需學習、培訓，即裝即可使用。本應用中即采用了此類在線監測技術。

4。風電機組在線故津診斷系統在風場的實際運行效果

　　內蒙古華電輝騰錫勒風電公司輝騰錫勒風電場共有120臺風電機組其中華銳FL1500風電機30臺，歌美颯850風電機90臺于2007年12月1。日全部投產發電。

　　經過一年多的運行，風電機組的機械故障較多為更好掌握風電機組重要機械部件的運行狀況內蒙古華電輝騰錫勒風電公司與北京唐智科技發展有限公司自2008年開始，進行了JK07460風電機組在線故障診斷系統（以下簡稱JK07460系統）的應用合作。JK0746。系統的核心基礎技術是“廣義共振一共振解調故障診斷技術”，包括有振動沖擊復合傳感器技術、共振解調的硬件信息處理技術、故障沖擊監測分析診斷技術、振動監測分析診斷技術和軸向竄動監測分析診斷技術等。

　　 JK07460系統的機載設備安裝在風電機組的機艙內包括振動沖擊傳感器、位移傳感器、機載主機、前置處理器以及相關連接電纜等，實現信息采集和初步診斷，并將采集到的信息通過無線或有線方式傳輸到中控室主計算機。中控室主計算機上安裝了故障診斷專家系統軟件實現信息的收集、診斷推理、報警輸出、數據管理等功能并可對機載設備進行控制實現機載軟件維護和遠程升級等工作。一臺中控室主計算機及故障診斷專家系統軟件可以對多臺機載設備的數據進行診斷分析與存儲

　　 該診斷系統經過兩年多的現場試驗，經受了內蒙古嚴寒天氣的考驗系統運行可靠并發現了若干故障案例。輝騰錫勒風場依據在線故障診斷系統的自動報警和唐智科技提供的數據分析報告對發現的部分故障進行了相應地維護與維修及時解決了風電機組存在的安全隱患。

　　案例1 機組齒輪箱齒輪故障