同济大学向大为教授：海上风电变流器状态监测与故障诊断-北极星风力发电网

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7月初，在上海国际海上风电及风电产业链大会上，同济大学向大为教授做了针对海上变流器状态监测与故障诊断技术的报告。北极星风力发电网整理现场内容如下：

【向大为】：大家下午好!一个方面，我是来自于高校，我们的报告会从高校的角度来介绍一下我们的研究以及我们的关注点。另外一个方面，我这个报告的主题主要是针对海上变流器状态监测与故障诊断技术，应该说风电机组设备状态监测和故障诊断是一个应用非常广泛的一个技术，但是大家目前运用最多的，关注的焦点还是在传统的机械设备，齿轮箱、轴承，电气设备变流器是不是要进行状态监测和故障诊断，我从这个角度希望能够给大家一些新的启示。

报告的主要内容，我进行过一个梳理，主要是想回答三个方面的问题，第一个问题，我们为什么要对风电特别是海上风电变流器进行状态监测和故障诊断，第二个问题，进行海上变流器状态监测和故障诊断有需要特点。第三个问题，我们技术可不可行，目前相关技术发展是怎么样的。首先来看一下海上风电变流器状态监测和故障诊断技术研究的背景，最主要的背景是可靠性问题，因为我在金凤海上工作研发中心工作过一段时间，怎么样来提高它的可靠性呢，可靠性的问题大家都知道，但是和陆上风机不一样的情况在于海上风机除了关注大家最关心机械轴系部分的可靠性，它还关注一些故障率比较高，但是传统的观点认为它的平均时间比较高，换句话说我们传统的风机可以小病不断，但是不能有大病，但是到了海上不但不能有大病，小病也一定要减少，来提高风机的整个可靠性。他们给我讲过一个故事，金凤他们在计划开发一个海上风场，它是一个潮间带的风场，如果说我们的风机出现故障，需要排我们的船去维修，我们的船到达现场需要的时间根据季节不一样需要6-8个小时，我们船到达风机现场天色已经晚了，做不了什么事情，更考虑到风场恶劣的环境。所以说频繁的故障，特别是电气设备故障，这是一个统计的故障率的结果，我们变桨机构还有一个是变流器，故障率名列前茅。

要提高它的可靠性有什么样的方法呢，大的思路应该有这样两种方法，第一种方法实际上是我们整机厂目前采用的最多的方法，就是优化设计，提高设计和工艺来提高我们机组本身的可靠性，当然这是一种传统的方法。随着技术的发展，这样的方法一定会有一个局限。另外还有一种方法是通过状态监测和故障诊断技术来提高整个机组运行的可靠性，在运行的过程中我通过状态监测，我知道设备运行的状态怎么样，故障是否会发生，能够预测故障的发生，可以提高我整个机组运行的可靠性，甚至提高运维，节省运维的成本。这是在电力电子方面，在变流器方面，优化设计和工艺，以及与监测和诊断这两个技术的比较。我做了一个总结，或者说一个归纳，优化设计与工艺是一种被动的防御技术，状态监测和故障诊断是主动的防御技术。这就像我们汽车，它有被动的，可以把汽车做的很结实，也有主动的，比如说气囊。

通过分析我们说海上风电机组提高运行可靠性，我们进行状态监测和故障诊断技术来提高运维可靠新，我们需要什么样的技术来提高可靠性，我实际上对一些不同类型的监测和诊断技术做了一个梳理，从逻辑上讲我们我有这样一些技术可以用来进行监测和诊断，比如说我们有在线监测的方式，也有离线监测的方式，在线监测方式我们很多风机也是要装，比如说通过油液分析来诊断轴承、齿轮箱的故障。另外一种和在线对应的是离线的技术，离线的技术是我这个风机已经停下来了，在这种情况下我对风机做一个检测或者做一个实验，来知道风机现在运行的状态或者风机设备的状态，当然它们各有优缺点，离线的方案最大的优点是简单和经济，它的缺点可能实时性差一点。另外，我们还有固定式和移动式监测这样不同的技术，固定式，我的设备是装在风机里面的，移动式它可能是一种便携的设备，在人员维护的时候带上去，通过一些实验，现场来知道我设备的状态和健康情况。这样两种技术最大的差别，固定式一定要求设备的成本控制在比较低的范围，因为我们知道风机单台机组的成本，相对传统大型的机械设备而言是相对很低的，所以他要求风机的监测和诊断设备成本很低，移动式可以重复使用，可以单台设备价格高。

我们有故障后诊断，也有故障预诊断，故障后诊断我们运用最多的，就是已经发生了，故障是什么类型，在什么位置，然后我们采取相应的措施。故障预诊断就是在故障发生之前，对故障进行一个预测，甚至做到一个寿命的计算，这样的话便于我们安排运行和维护的计划。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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