干货 | 主控系统在风电运维中的重要作用-第3页-北极星风力发电网

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1.4 国产主控系统存在的一些问题

目前，国产风电机组主控系统大都采用整机厂家自主开发的PLC主控。硬件普遍采用国外通用PLC工业控制器，如：倍福、西门子、巴赫曼、丹控和横河等。在硬件厂家提供的基础软件上，或利用国外软件公司的通用PLC操作系统，很便捷地进行PLC编程就能开发出风电机组主控系统，省去了主控硬件和基础软件开发。主控开发工作主要就集中在利用通用PLC编程上，仿照成熟专业的主控系统实现机组的基本控制功能；利用最新研究成果，实现机组的“人工智能”和 “超感知”能力，等等。这极大地方便了主控开发，缩短了不断满足业主、电网特殊需求及风电高端产品开发的时间。

然而，我国的风电行业发展较晚，国产主控系统开发更晚，缺乏风电场实践和风电机组的长期运行经验，研发人员不能把更多的机组运行经验和维护维修经验汇集其中。尽管通用PLC工业控制器生产的主控系统，大都能满足机组的控制要求，但是，主控硬件和基础软件都是通用产品，并非专为风电机组设计，不能与风电机组及现场运维的特殊要求很好地契合。与国际知名风电企业的专业风电机组主控系统相比，在重要信息采集与存储；抗干扰能力；报故障准确；现场维修方便；通过主控进行远程故障诊断与处理，以及通过良好的控制策略保护机组关键部件等诸多方面还存在着差距。还不能充分满足风电场机组维修和定期维护的需要。

随着PLC控制器硬件的技术进步，处理能力不断增强，业内普遍对主控控制策略及“智能化”方面关注度较高，把适应电网的“低穿”、“高穿”功能和业主的某些特殊要求放在首位。这也促使了国产机组的主控软硬件不断升级改造，而在风电机组故障处理与机组维护要求方面，往往被忽视或考虑不足。

有的风电场自机组投运以来，已经历了两次、甚至3次的主控系统更换。因业主和电网的特殊要求。国产主控的软件更新更快，同一主控系统其软件版本多种多样，以至于一个风电项目就有一个主控软件版本。这样，无法保证不同风电机组主控参数设置的个性，很能让机组设置到最佳状态。机组运行数据失去了有效性和连续性，不利于对运行机组实施长期的系统分析和现场经验的总结，对主控系统的后期完善也极为不利。

从国产主控开发的现状来看，我国风电企业对专用的风电机组主控硬件开发和专用主控基础软件的研究几乎还是空白，缺乏对风电主控的深入研究。国产主控系统生产厂家还需汲取国外专业主控厂家的先进经验，在机组的长期运行和现场维修维护中，不断地总结经验，生产出适合现场运维的高质量主控。

2利用在线状态监测系统协助现场运维

如今国内对采用状态监测进行故障诊断的研究较多。利用专门的在线检测传感器、主控系统，或SCADA后台软件所采集到的数据，监测传动系统、发电机系统等的内部故障，优化维修策略、减少非计划停机次数和降低机组的运行维护费用等。在线状态监测系统能对系统的各种机械参数和电气参数等进行监测，并将采集到的数据进行分析处理，从而正确定位各系统的故障[8]，及时判断部件存在的问题和隐患。通过油液监测、振动监测、温度监测、应变力监测等。对主轴、齿轮箱、发电机变频器、叶片和螺栓等部件进行监测［9-11］。

风电机组故障原因复杂，故障原因和故障机理之间存在着极大的不确定性，可通过人工智能的方法来诊断机组的故障，因此，故障诊断方法可以分为两大类：基于数学模型的方法；基于人工智能的方法 [12]。还可以利用状态监测进行故障诊断以及风电机组预防性机会维修策略[13]等，在线状态检测系统与现场机组维修与定期维护配合，不断通过现场实践得到验证和经验总结，给现场运维以辅助。

3结语

随着风电技术的进步，机组结构越来越复杂，机型多种多样，现场维修和定期检修所遇到的问题千变万化，随机性很大，也极端复杂。不少问题需要深入现场实际；依据现场的具体情况，具体问题具体分析；根据现场需要和经验，及时收集相关信息。也只有这样，才能使现场问题得到及时、准确、有效地解决，使降低运维成本、提高发电量的具体措施落到实处。主控系统对现场运维有着的重要作用，采取有效措施使国产主控系统更好地满足现场维修和定期维护的需要。实现远程故障诊断与处理，弥补现场技术力量薄弱的不足，达到降低运维成本，提高发电量的目的。

参考文献

[1]王明军.风电机组事故分析及预防的思考. 风能[J].2018(5)：64-68

[2]王明军,江旭.系列风电机组事故分析及防范措施( 四).风能[J].2016(10)：54-57

[3]姚兴佳,潘建等.无人值守并网型30KW 风力发电机组. 农村能源 [J]. 1997(5): 26-30

[4]王明军.风电机组运行及远程故障处理. 风能产业[J].2017(9)：67-72.

[5]王明军.双馈风电机组的转速控制与超速参数设置.风能[J].2019(6)：76-78

[6]邵勤丰,王明军.系列风电机组事故分析及防范措施(六).风能[J].2016(12)：64-67

[7]王明军.风电机组事故处理及容错运行. 风能[J].2018(9)：68-71

[8]胡麟涛.风电机组故障预警方法研究. 华北电力大学[D].2012

[9]王小斌.油液分析技术在机械设备状态监测中的应用分析[J]．煤炭技术，2001，20(9) : 52-53．

[10]操炼.振动信号在船舶设备检验中的应用探讨［D］.上海: 上海海事大学， 2005．

[11]张文秀,武新芳.风电机组状态监测与故障诊断相关技术研究. 电机与控制应用[J].2014, 41( 2):50-56

[12]刘洋,丁云飞.风力发电机典型智能故障诊断方法综述. 上海电机学院学报[L].2017,20(6):353-372

[13]赵洪山,张路朋.基于可靠度的风电机组预防性机会维修策略.中国电机工程学报[J].2014,34(22):3777-3783

原标题：风电运维| 主控系统在风电运维中的重要作用

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