摘要：与其他发电方式相比，风电发电的应用效率较高。但风力发电的环境相对较差，目前风电行业发展尚未完善，风电机组的运行与维护有巨大的发展空间。然而风力发电机组运行中会遇到各种安全性问题，导致风电机组安全事故频发，加强风电机组的安全性保护势在必行。基于以上原因，本文分析了风力发电机组当前的运行现状，对风力发电机组的安全运行展开探析，并探讨保障风力发电机组安全运行的保护技术，以期促进风力发电机组的安全运行。
关键词：风力发电;机组运行;安全控制
1风力发电机组分析
风力发电机组的运行需要借助风力，以风力推动风轮的转动，进而实现风能向机械能的转化。通过风力发电机的持续旋转，电机的机械能转化为电能，这就是风电机组发电的工作原理。风力发电机组发出的电能，通过变流器转化为稳定输出的电能，通过升压变压器将风电机组发出的电能输送至供电线路，进而为生活用电以及工业用电提供电力保障。
在科技不断进步的当下，风电技术得以优化与完善，目前变桨距技术应用率较高，其可在风速变化下实现风轮转速的改变，并在变流技术作用的辅助下控制发电机的转距，进而在保持电流、频率不变的情况下最大化提高发电效率[1]。
2当前风力发电机组的运行现状
2.1风力发电机组事故频发
风力发电机组运行时，轮毂内变桨驱动有可能会出现故障，功率变流器也会出现问题，或在机组偏航时出现偏航速度、偏航角度偏差等问题，虽可采用多次复动或设备重启等方式确保机组运行的恢复，然而多次复位也会使风能的利用率受到影响，短时间内多次启停会使风机利用率降低，也会缩短设备的使用寿命。
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同时，如风力发电机的变桨电机或齿轮箱等重要部件出现故障问题，必须要停机进行设备检修，由专业的技术人员进行设备的维修与零件的更换，不仅维修工作任务繁重，还需停机较长时间才可恢复设备的正常运行，会增加机组维护成本，降低风机的发电量，影响风力发电机组的经济收益。
2.2风力发电机组核心部件的损坏率较高
在风力发电机组运行时，如果核心部件出现损毁，将会对其运行安全产生严重影响，通常齿轮箱、发电机以及轮毂变桨驱动等重要部件应用次数较多，易出现故障，维修及维护成本相对较高，并且在零部件更换后还需进行繁琐的调试工作，如更换的部件不合适或损坏，不仅需再次维修，还需投入大量的维修成本。
3风力发电机组的安全运行分析
风力发电机组安装于野外，其运行环境较为复杂，并且难以通过人力作用进行风速、风向的调整，风机运行时所承受的外部压力较为复杂，因此，外界环境因素的影响会对风机的稳定运行带来不利影响[2]。
在风力发电机组制造时应用的主要是金属结构材料，需对其进行严格的检测，以确保材料具有较强的温度变化抵抗能力以及抗防腐能力，并对其结构设计进行合理优化，以此提升风力发电机组的运行寿命。
由于风电机组需24小时运行，并属于自动控制的运行方式，因此也应设计与之相匹配的自动运行控制系统。具有可编程功能的控制器(PLC)是风力发电机组的总控制系统，系统中安装了控制系统以及传感器，同时还包含下属执行机构。传感器的作用是对发电机组的运行状态进行感知及反馈，而PLC则会在机组各个指标出现异常情况时进行逻辑判断并及时处理，控制器起到的是对各个结构的控制作用，控制系统能否发挥出良好的控制性能是决定风力发电机组能否正常运行的关键因素。
风力发电机组能否稳定与安全运行，取决于其控制系统能否展现出良好的控制效果。现阶段，风力发电机组的控制系统当中应用的都是安全链保护系统，这种运行系统较为独立，现多数整机厂家的安全链保护系统采用的是单回路结构，各个监控点相互关联，一旦机组出现安全故障，单回路将会自动触发开关而断开安全链保护回路，风力发电机组紧急停机，进而实现对其安全保护[3]。
变桨距的调整是控制风机运行状态的主要方式，通过对变桨距的控制可以降低风电机组叶片承受的负荷，进而减少机组载荷。在机组中止运行时，桨叶角位置将会改变，进而实现对机组的安全保护。
4保障风力发电机组安全运行技术的应用对策分析
4.1提高风力发电机组安装质量
整机安装是风力发电机组运行之前的重要环节，良好的安装质量，可以使风力发电机组的运行效率更高，使之安全运行得以保障，进而将风力发电机组的经济效益完全展现出来。风力发电机组通常安装于户外地势较高处，安装过程中较为困难[4]。
安装过程中，必须加强对各个部件的控制，需严格对重要的连接点进行排查，特别要加强电气线缆接头的状态检查，如果接头连接的紧密性不够，一旦发电机出现故障问题将会导致连接处出现虚接、接触不良、短路起火等现象，进而导致严重的火灾事故发生，会导致整个系统瘫痪，为发电企业带来不可估量的经济损失[5]。
4.2加强设备巡检管理
系统的运行状况取决于控制系统软硬件的应用情况，在风力发电机组运行时，工作人员必须在控制室内对各个机组的运行情况进行严密监控，并对其运行参数进行准确记录，定期到运行现场进行巡检，以确保风机正常运行，系统运行无异响。将软硬件系统的检查纳入到日常检查项目当中，定期进行系统软硬件参数的测定，加强设备的维护与检修工作，从主动预防入手，减少设备故障问题的发生。
4.3制定紧急状况的应对措施，减少紧急事故的影响
风力发电机组安装于户外环境，自然灾害的发生会对其运行安全产生不利影响，因此，应采取有效的对策加强对机组的电压保护，并对雷电接收传导系统进行优化与完善[6]。
4.4 加强风机的合理化设计，减少设计失误
风力发电机组是一个复杂的系统。涉及专业包含电气、控制、机械、空气动力学、仿真学、振动等多个专业，涉及专业多而广。各专业需根据自身专业特色，明确分工，并加强各个专业之间的相互协调与配合。建立快速处理机制，从风机的源头设计上做好各个专业的分工，有问题及时处理，进行合理化设计方案，确保整机设计准确无误，最大限度的减少设计失误。
4.5加强机组齿轮箱与发电机的日常维护管理
发电机、齿轮箱是风力发电机组的重要结构组成，加强对发电机、齿轮箱的日常维护与保养，可以确保机组的安全与稳定运行。
日常检查中，要对齿轮箱的油位及油色进行检查，以免其出现漏油及油质出现问题，同时要查看风机运行中是否出现异响，风机出现异响有可能是轴承损坏、啮合损坏、部件松动、油泵损坏等问题。还需检查齿面，以免其出现不平整现象或发生不明震动或异响的情况。
日常检查中，要对发电机的润滑系统、碳刷、连接螺栓、电缆等进行检查，以免发电机出现润滑不畅、磨损、螺栓松动、电缆松动及磨损情况。要定期更换润滑油脂及碳刷。
结语
历经多年的发展，风力发电领域的研究逐步深入，实现了稳定与长效的发展。由于风力发电机组故障频发，进而使其运行状况受到了不利影响。面对风力发电机组的隐患问题，应采取有效的技术手段进行安全维护，从事前预防入手，减少发电机组的故障隐患，使之运行过程中的风险发生率得以降低，进而为风电机组的安全运行提供保障，推动风力发电领域的稳步发展。——论文作者：郭自涛
