第一篇：風電電氣運行中故障原因及應對措施

風電電氣運行中故障原因及應對措施

【摘要】近年來我國的風力電器的使用越來越廣泛，就是因為風力電器越來越多的給我們帶來許許多多的便利，讓我們的國家社會從中看到了良好的發(fā)展前景。我們都在希望風力電器的技術發(fā)展能夠跟上國家經濟發(fā)展的步伐，能夠快速的獲得長遠的進步。本文就風力電器的系統(tǒng)的主要組成，做了一個簡要的介紹，也就風力系統(tǒng)設備常見的故障和主要設備故障的診斷方法和主要設備的維修方法做了簡要的介紹。

【關鍵詞】風力電器；故障，應對措施

一、前言

二、風電電氣系統(tǒng)組成

1、發(fā)電機。按類型分為同步和異步發(fā)電機；勵磁和永磁發(fā)電機；直流和交流發(fā)電機。按運行方式又分為內轉子和外轉子。現有國產離網型風力發(fā)電機多采用同步三相永磁式交流發(fā)電機，而且是直接驅動的低轉速、內轉子運行方式。這種發(fā)電機為永磁體轉子，無勵磁電流損耗，它比同容量電勵磁發(fā)電機效率高、重量輕、體積小、制造工藝簡便、無輸電滑環(huán)，運轉時安全可靠，容易實現免維護運行。它的缺點是電壓調節(jié)性能差。

一種爪極無刷自勵磁交流發(fā)電機，具備勵磁電流自動調節(jié)功能。在為獨立運行的小型風力發(fā)電機配套時，可以有效的避免因風速變化，發(fā)電機轉速變化而引起的端電壓波動，使發(fā)電機的電壓和電流輸出保持平穩(wěn)

2、控制器。功率容量幾千瓦的離網型風電系統(tǒng)常配置簡易的控制器。它包括三相全橋整流、電壓限制、分流卸載電阻箱、對蓄電池充電時的充放保護和容量10kVA以下逆變電源。逆變電源輸出的交流電波形分正弦波和方波，感性負載宜采用正弦波形的逆變電源。

電系統(tǒng)對配套控制系統(tǒng)的基本要求如下：

（一）整流器件的耐電壓、耐電流的高限值要有充足的裕度，推薦3倍以上；

（二）向蓄電池充電的控制系統(tǒng)，以充電電流為主控元素，控制蓄電池的均充、浮充轉換，以均充電流、浮充電壓、充電時間作為控制條件，按蓄電池的充電、放電技術規(guī)范進行充、放電；

（三）向逆變器供電的控制系統(tǒng)應滿足逆變電源所需直流電壓和容量的要求；

（四）卸荷分流要兼容電壓調控分流和防止風力機超轉速加載兩項控制；

（五）檢測風力機轉速、輸出電壓、輸出電流、機組振動等狀態(tài)超過限定值或允許范圍時，控制系統(tǒng)自動給風力機加載，同時實施制動；

（六）應具備短路、直流電壓“+”、“-”反接、蓄電池過放電、防雷擊等安全保護功能。

3、蓄電池組 風能是隨機性的能源，高峰和低谷落差甚大，且具有間歇性，極不穩(wěn)定。為有效地利用風能必須配備蓄能裝置。當前風力發(fā)電系統(tǒng)可選擇的蓄能方式有：蓄電池蓄能、飛輪蓄能、提水蓄能、壓縮空氣蓄能、電解水制氫蓄能等幾種。離網風力發(fā)電系統(tǒng)廣泛采用蓄電池作為蓄能裝置。蓄電池的作用是當風力強勁、風力機發(fā)電量大，或用電負荷少時，將電能存入蓄電池；當風力較弱，或用電負荷較大時，蓄電池中的電能向負荷供電，以補充風電的不足，保持風力發(fā)電系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定供電的運行狀態(tài)。

三、常見故障和機理分析

風電機組多安裝在高山、荒野、海灘、海島等風口處，常年經受無規(guī)律的變向變負荷的風力作用以及強陣風的沖擊和酷暑嚴寒極端溫差的影響，從而導致其故障頻發(fā)。可見，電氣系統(tǒng)是機組中最常發(fā)生故障的部件，其次是傳感器和葉片、變槳裝置。以下僅分析幾種常見的主要故障。

1、齒輪箱故障

齒輪箱是升速型風電機的重要組成部件，其作用是將風輪在風力作用下所產生的動力傳遞給發(fā)電機并使其得到相應的轉速。根據風輪和發(fā)電機的特點，機組的質量、剛度以及傳動軸的耦合、潤滑等情況，齒輪箱在使用過程中將承受靜態(tài)和動態(tài)載荷，從而可能產生各種類型的故障。由于制造安裝、操作維護、潤滑、承載大小等方面的條件不同，故障發(fā)生的時間和程度有很大差異。

2、電氣系統(tǒng)故障

風電機組的電氣系統(tǒng)通過變頻器等電氣設備與電網連接，向電網輸送電能，同時控制電能參數。現代設計通過變頻器等電氣設備來控制功率和頻率，實現風電機組的軟并網。在大功率并網型風力發(fā)電系統(tǒng)中，雙饋型電機轉子側變頻調速恒頻發(fā)電系統(tǒng)性價比較高，近年來被廣泛應用。電氣系統(tǒng)部件較多，故障種類也較多，主要有短路、過電流、過載、過電壓、欠電壓、過溫、接地、無法啟動變頻器等故障。

3、發(fā)電機故障

發(fā)電機的作用將旋轉的機械能轉化為電能，其型式較多，目前國內外采用最多的是雙饋式異步發(fā)電機。風機中最容易發(fā)生故障的部件是軸承、定子和轉子。定子和轉子故障主要包括匝間繞組開路、單個或多個繞組短路、定子繞組連接異常、轉子導條和端環(huán)斷裂（籠型轉子）、靜態(tài)或動態(tài)氣隙偏心等。異步電機出現故障時可能出現以下現象：內部電氣不對稱，氣隙磁通和相電流諧波分量增加，轉矩波動增強、均值下降，電機損耗增加、效率降低，繞組過熱等。

四、常見故障診斷法

1、部件交換法。所謂部件交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷電路板、模塊、傳感器、繼電器、集成電路等替換有疑點的部分，甚至用控制系統(tǒng)中已有的相同類型的部件來直接替換，從而把故障范圍縮小到印刷線路板單元或芯片一級某一元件。這實際上也是在驗證分析的正確性。

2、接口狀態(tài)檢查法。現代電控系統(tǒng)都將 PLC 集成于其中，而電控系統(tǒng)與 PLC 之間則以一系列接口信號形式以某一特定協(xié)議相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關的，這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入輸出 PLC 上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在 LCD、CRT 等人機界面上顯示，而所有的接口信號都可以用廠家專用的診斷軟件或編程器調出。

3、參數調整法。風力發(fā)電機的電控系統(tǒng)的 PLC 及伺服驅動系統(tǒng)都設臵了許多可以修改的參數，以適應不同的運行工況和功能狀態(tài)要求。這些參數不僅使電氣系統(tǒng)與具體風機相匹配，而且更是使風機各項功能達到最佳化所必需的。

4、快照分析法。現代風力發(fā)電機無一例外都設計有計算機自動化控制系統(tǒng)，故障診斷軟件的使用非常有效，風機正常運行時各種動態(tài)參數和故障前后的參數變化都是被實時記錄的，故障事件數據或事故現場狀態(tài)重放還具有計算機系統(tǒng)特有的不可抵賴性（數據真實）。風機故障數據快照功能給我們維修處理工作帶來很大的方便。

五、設備的維修

1、風電設備維修方法： 風力發(fā)電機劇烈抖動時有發(fā)生，多數是因主要工作部件螺栓松動引起的。若螺栓松動，將松動的螺栓擰緊即可；若定槳距風輪葉片變形，需要卸下修復或更換新葉片，若變槳距風輪出現卡滯，此時應卸下風輪，取下葉片，并用汽油清洗變槳距的滑槽、滑塊和彈簧等零件，然后再重新裝回原位。

2、在風電設備維修時，風機調向不靈故障的解決方法如下：卸下回轉體，清洗后，若沒有安裝軸承，則需要補裝壓力軸承，若長期沒有保養(yǎng)，使油泥過多或根本沒有加油，則需認真清洗后，再涂新黃油即可。

3、在風電設備維修時，異常雜音的排除方法：發(fā)現風機運轉工作時有異常雜音，應立即停機檢查。若緊固件螺絲松動，加好彈簧墊擰緊即可，若風輪與其他部件摩擦，找出故障點，調整或檢修排除。若不屬以上原因，則異常雜音可能出在發(fā)電機前，后軸承部位，此時應打開發(fā)電機前，后軸承蓋，檢查軸承，對軸承部件清洗或更換新軸承，并加好黃油，將發(fā)電機前、后軸承蓋裝回原位即可。

六、結束語

參考文獻

[1]《風力發(fā)電機組原理與應用》機械工業(yè)出版社 2011年6月 姚興佳 宋俊編著

[2]王運金.電廠電氣設備故障分析及管理[J].科技傳播.2010(07)[3]高向東,孫兆鳳.淺析發(fā)電機組異常振動的原因及解決辦法[J].黑龍江科技信息.2009(24)

第二篇：故障及其應對措施小結

不同設備常見故障及其應對措施

1、噴淋塔

1.1常見故障及其產生原因 1.1.1噴淋液量不足

提升泵在使用過程中會磨損，不僅造成供液量不足，還會造成機組噪聲及振動。1.1.2填料堵塞

廢氣處理過程中填料容易受到氣體中體積較大的雜物堵塞，并且在運行過程中會產生結晶，進一步加劇填料堵塞現象，造成風阻增大，處理效果降低的影響。1.2常用應對措施 1.2.1水泵維護

定期對提升泵進行維護保養(yǎng)，通過拆機檢查各部件損壞情況以便及時更換；電機軸承應一年更換一次。保證進口管道在運行期間充滿液體，禁止泵在氣蝕的狀態(tài)下運行。1.2.2填料堵塞

定期清洗、更換濾料；定期更換濾液。

2、酸霧噴淋塔

2.1常見故障及其產生原因 2.1.1設備殼體壁厚減薄

設備長時間經受酸性氣體和液體的沖刷，殼體壁厚會逐漸變薄，當壁厚大量變薄后設備會存在安全隱患，失去利用價值。2.1.2設備殼體產生裂縫

此類故障主要發(fā)生在焊縫兩側或鉚釘孔附近，沒穿透的裂縫會對設備造成隱患；穿透了的裂縫會導致泄露，造成殼體外部損壞。2.2常用應對措施 2.2.1殼體減薄

常用的方法是鉆孔測量法。當檢查工作量很大時可以使用如超聲波無損測厚儀等的儀器進行測量，了解實際測量的壁厚確定該設備是否應該繼續(xù)使用，或者進行維修更換。2.2.2殼體裂縫

對于未穿透的裂縫，修理時先沿裂縫鏟出50°~60°的坡口，坡口深度應比裂縫稍深一點，然后采用分段倒退法進行堆焊，堆焊高度應高出殼體外壁少許。

對于穿透的裂縫，可用氧-乙炔火焰切割掉包含裂縫的一塊鋼板，被切割的鋼板長度應比裂縫長50mm~100mm，寬度應在250mm以上，然后在切口邊沿加工出坡口并按照切口形狀和大小制作補板，最后將補板與殼體上的切口對接并用電弧焊焊接。

3、堿霧噴淋塔

3.1常見故障及其產生原因 3.1.1塔內壁工作表面積垢

塔內壁積垢會使塔內部有效容積和孔道流通截面積減小，使流體流動阻力增加、流量降低。此類積垢的產生與噴淋液中含有的微溶物質有關，當其含量較高，經過較長時間的沖刷后會附著在塔壁或管道壁上，影響處理效率。3.1.2介質泄露

此類噴淋塔在設備進出口管道會設有法蘭，當其密封性被破壞時，設備自身會造成泄露，不僅污染周邊環(huán)境，還降低生產效率。如果當中處理的物質或使用的介質具有毒害作用，將會引起嚴重事故。3.2常用應對措施 3.2.1積垢

機械除垢：利用刷、鏟等工具進行人工除垢，此類方法適用于無毒害作用的化學積垢。水力除垢：利用高壓水槍產生的沖擊力對積垢進行沖刷從而除去積垢，處理效率高。化學除垢：利用化學溶液與積垢產生化學反應，對附著物進行清除，達到清理的目的，此方法適用于機械除垢無法處理的場合，如管內、管間的水垢。3.2.2介質泄露

根據法蘭連接處失去密封能力的不同原因，修理方法可分為：①對于松動的螺栓，擰緊即可；②密封墊損壞或變質時，應更換新的密封墊；③法蘭密封面發(fā)生翹曲時，應將其打平或更換新法蘭。

4、脫硫除塵塔

4.1常見故障及其產生原因 4.1.1磨損

由于流體中粉塵和SiO2含量過高造成風機葉片或水泵葉輪磨損。容易發(fā)生磨損的部位：風機或提升泵、吸收塔、管道。4.1.2腐蝕

由于流體中存在氯離子、硫酸根離子等強氧化性物質的存在，防腐層較為薄弱的區(qū)域遭受緩慢的電化學腐蝕。容易發(fā)生腐蝕的部位：吸收塔、入口管道等。4.1.3增壓風機跳閘

風機跳閘主要由兩種原因造成：①由于系統(tǒng)聯(lián)鎖原因跳閘；②由于風機本體組成部件原因跳閘，如軸承溫度過高、潤滑油壓低、震動故障、失速、冷卻風機故障等。4.1.4煙氣換熱器

煙氣換熱器常見故障為積灰堵塞導致機械卡塞或電機故障。4.1.5循環(huán)泵

循環(huán)泵故障主要有：①系統(tǒng)聯(lián)鎖原因故障如吸收塔液位過高、濾網堵塞等；②本體原因導致故障如溫度過高、葉輪磨損等。4.1.6噴嘴

噴嘴堵塞、脫落或損壞。導致故障發(fā)生的原因主要是噴嘴出水水壓較低、長期被噴淋層沖刷等。4.1.7除霧器

除霧器常見故障為堵塞。常見原因為①除霧器沖洗時間間隔太長；②除霧器沖洗水量不夠；③除霧器沖洗水壓低，沖洗效果差。4.2常用應對措施 4.2.1磨損

先確定固體雜質的來源，能否治理，如過濾、除沙等。對無法改變介質品質的，要找到最容易出現磨損的部位，如增壓泵出口彎頭的背彎處，提升局部的耐磨損能力，換材質或增厚度。4.2.2腐蝕

采取防腐蝕措施，如利用玻璃樹脂鱗片進行防腐，其特點是抗?jié)B透能力強、易修復、附著能力強、表面硬度高，但耐磨性較差；增加橡膠內襯進行防腐，特點是耐磨性好、具有良好的彈性，但容易老化；換用耐腐蝕的合金材料，特點是抗腐蝕性能強，但價格較為昂貴。4.2.3煙氣換熱器

解決換熱器堵塞的方法常用有利用壓縮空氣、高壓蒸汽或高壓沖洗水進行沖掃。4.2.4噴嘴

對噴嘴堵塞的處理方法為定時對其進行清理；對噴嘴損壞或脫落的處理方法為更換；對于噴淋層對吸收塔主梁的沖刷造成磨損可用pp板對其進行包裹，防止進一步腐蝕。4.2.5除霧器

對除霧器堵塞故障的處理為利用高壓沖洗泵對除霧器葉片之間的硬垢進行正反面反復沖洗或對長時間使用的除霧器進行整體更換。

5、低溫等離子廢氣凈化器

5.1常見故障及其產生原因 5.1.1廢氣通道內不見藍紫色放電

正常工作的低溫等離子凈化器在其給其處理通道上會充滿由高頻放電所產生的低溫等離子體，此類等離子體在黑暗環(huán)境下可發(fā)出肉眼可見藍紫色光芒，如果此種光暈不可見或呈線、點分布，有可能是由于離子發(fā)生器輸出功率不足或已損壞。5.1.2設備外殼帶電

低溫等離子體技術處理廢氣的原理是：等離子發(fā)生器在外加電場的作用下介質放電產生大量電子轟擊破壞污染物的分子結構，使其分解為無害小分子。因設備存在高頻放電機組，所以存在一定的安全隱患，如今大部分等離子器采用金屬外殼，外殼帶電有可能是設備內部絕緣體老化或發(fā)生漏電故障。5.2常用應對措施 5.2.1設備功率不足

開機檢查設備電路以及等離子發(fā)生器，發(fā)現已經損壞的零件及時進行更換。5.2.2設備漏電

檢查電路及零件，及時排查存在的安全情況。

6、微生物廢氣凈化器

6.1常見故障及其產生原因 6.1.1產生臭味

利用微生物對廢氣進行凈化的時候，為避免產生的異味氣體擴散，一般將裝置進行全封閉并加微負壓。產生臭味的原因有可能是裝置密封性不好，或者減壓設備沒正常運行。6.1.2處理效果下降

系統(tǒng)運行期間生物不停生長，伴隨著填料上的生物膜脫落，除了需要對微生物提供水外還要適當對微生物補充化學元素供其生長。如果廢氣中有機物濃度不高，同時沒有額外添加養(yǎng)分和水分，生物就會大量死亡，最終令處理效果下降。6.2常用應對措施 6.2.1處理異味

定期對裝置的密封程度進行檢查，定時對減壓設備進行檢查，有問題盡快處理。6.2.2處理效果下降

根據微生物生長附著情況供給或停止輸送水分和額外養(yǎng)料。

7、靜電式油煙凈化器

7.1常見故障及其產生原因 7.1.1電場內有啪啪異響

電場與殼板之間距離太近會導致高壓電場擊穿空氣，從而產生啪啪的聲響；電場中有異物時候也會發(fā)出此類聲音。7.1.2處理效果低下

供氣不足導致凈化器長期處于高濃度油煙中，會導致電極板表面附著較厚油層，降低電極板對廢氣中油滴的吸附效果；電極系統(tǒng)損壞；凈化器濾網被油垢淤積堵塞。7.2常用應對措施

及時清理電極板、加大供給風量，降低油煙濃度、定時清理濾網、定期檢查電極系統(tǒng)，排查存在的故障風險。

8、蓄熱式催化燃燒裝置 8.1常見故障及其產生原因 8.1.1蓄熱室堵塞

蓄熱室會出現堵塞、板結的故障，直接影響加熱能力的發(fā)揮，嚴重時甚至導致停機。導致故障發(fā)生的原因主要有：①蓄熱室滲入水；②蓄熱體材料理化性質差；③操作中排煙超溫導致在蓄熱室的二次燃燒。8.1.2蓄熱室燒壞

蓄熱室因超溫會導致燒壞，嚴重時會影響管道。8.2常用應對措施 8.2.1蓄熱室堵塞

應對蓄熱室堵塞問題，可利用改變蓄熱室和噴口結構，進行防水防渣處理；采用最優(yōu)操作法，避免蓄熱室超溫和二次燃燒；優(yōu)化耐熱材料，選用耐高溫耐腐蝕性良好、熱震穩(wěn)定性好的蓄熱體。8.2.2蓄熱室燒壞

通過定期對蓄熱室進行維護檢查，排除因結塊導致氣流分布不均、局部氣壓較大導致蓄熱體被破壞，最終導致局部超溫的現象。同時根據實際情況調整供氣與排煙調節(jié)等相關操作，控制蓄熱體尺寸和堆積高度等。

9、吸附濃縮-催化燃燒裝置

9.1常見故障及其產生原因 9.1.1閥門漏氣

由于裝置運行時程開關控制閥出現頻繁開關，導致閥門填料磨損，最終會造成氣體泄漏。9.1.2吸附塔出口濾網損壞

閥門可能存在開關不到位情況，引起吸附塔吸附、順放不正常，吸附塔內壓力過高會導致出口濾網損壞，沒固定好的額催化劑隨著氣體流動進入管道及程控閥門內，進一步導致程控閥門出現堵塞異常，最終可能影響最終處理效果。9.1.3催化劑中毒

催化劑中毒的直觀表現是凈化效率下降，它是由于催化劑在使用過程中與氣體中某些組分發(fā)生化學反應從而失去原有催化特性。氣體預處理不達標會導致催化劑中毒。9.2常用應對措施 9.2.1閥門漏氣

更換閥門

9.2.2吸附塔出口濾網損壞

定期維護出口濾網，定時更換、清掃脫落、破碎的吸附劑等。9.2.3催化劑中毒

添加催化劑保護床，利用成本較低的保護劑吸收氣體中對催化劑有毒性的成分；通過更換抗毒性能更好的催化劑。

第三篇：中國風電調度運行管理現狀、挑戰(zhàn)及應對措施

-中國風電調度運行管理現狀、挑戰(zhàn)及應對措施

裴哲義，董存，辛耀中

（國家電力調度通信中心

100031 北京）

摘要：中國具有非常豐富的風能資源，陸上和近海區(qū)域10m高度可開發(fā)和利用的風能儲量約為10億kW，風能對調整中國能源結構意義重大。隨著《可再生能源法》的通過，中國風電進入快速發(fā)展階段。2008 年底，中國風電機組并網運行容量已超過1000萬千瓦，連續(xù)四年增長超過100%。風電裝機比例的快速增加使電網調度運行管理的難度加大，風電輸出功率的不確定性使系統(tǒng)調峰、調頻、調壓和穩(wěn)定控制已面臨越來越大的壓力和困難。關鍵詞: 可再生能源、風電并網、風電調度、調峰、穩(wěn)定控制 中圖分類號：TM614 1引言

中國具有非常豐富的風能資源，據氣象部門最新風能資源普查成果統(tǒng)計，中國陸上和近海區(qū)域10m高度可開發(fā)和利用的風能儲量約為10億kW。發(fā)展風電等可再生能源是國家的重大戰(zhàn)略決策，對調整我國能源結構意義重大，是我國能源工業(yè)的重大戰(zhàn)略部署。隨著國家支持綠色可再生能源相關政策的陸續(xù)出臺，“十一五”期間我國風電將呈現出高速發(fā)展的勢頭。

由于輸出功率的間歇性和隨機性，風電機組難以象火電機組、水電機組那樣可以預先調度，因此，其并網容量的不斷增加已給電網的安全和經濟運行造成諸多不利影響。目前，國內外專家對風電機組聯(lián)網運行特性和調度管理做了有益的研究，獲得了一些有價值的成果[1-9]。但我國風電發(fā)展具有自身的獨特性，如，單個風電場容量大、分布高度集中，風電需要長距離、高電壓輸送等。風電裝機比例的快速增加意味著電網調度運行管理的難度加大，系統(tǒng)調峰、調頻、調壓和穩(wěn)定控制已面臨越來越大的壓力和困難。

2.中國風電發(fā)展概況及調度運行管理現狀

根據統(tǒng)計，2005年至2008年，中國風電發(fā)展迅猛，連續(xù)四年以翻番的速度增長（見圖1）。2008年我國新增風電裝機容量626萬千瓦，排全球第二，占全球新增裝機容量的22%。其中，國家電網公司經營區(qū)域內新增風電裝機容量507萬千瓦，占我國新增裝機容量的80%，占全球新增裝機容量的18%，已經成為全球風電發(fā)展最快的區(qū)域之一，風電主要分布地區(qū)參見圖2。

目前，東北和西北部分電網內風電的裝機容量已接近或超過其直調容量的5%。若考慮電網實際最小負荷，風電最大出力已超過其電網最小負荷的10%。其中，吉林和黑龍江的風電最大出力已超過

或接近其最小負荷的20%。風電裝機比例的快速增加增加了系統(tǒng)調峰、調頻、調壓和穩(wěn)定控制的難度。

Fig.1 Accumulated installed capacity each year,1997～2008 根據規(guī)劃，未來幾年，中國風電裝機容量還將迅猛增加。2009年底，風電裝機容量將達到2000萬千瓦左右，2010年達到3000萬千瓦。未來，還將建設包括新疆、甘肅、吉林、內蒙古、河北、江蘇等在內的7個“千萬千瓦級的風電基地”（見圖3），其中，甘肅陸地三峽一期516萬千瓦風電將于2010年陸續(xù)投入運行。大可再生能源基地的建成投產已指日可待。風電的快速發(fā)展使得電網風電裝機比例快速上升，2009年底，部分電網（如內蒙電網）風電最大出力將可能超過電網最小負荷的25%。

Fig.2 Distribution of installed capacity of wind farms

國家電網公司高度重視風電快速發(fā)展給電網帶來的挑戰(zhàn)，采取積極有效措施適應和引導風電并網。目前，已在風電場接入電網技術規(guī)定、風資源集中地區(qū)的風電接納能力分析等方面做了卓有成效的工作。同時，有關風電調度運行管理規(guī)范、風電運行控制技術規(guī)定、風電功率預測系統(tǒng)建設等方面的工作也已陸續(xù)開展。這些工作在保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的前提下，為風電并網創(chuàng)造了有利條件。

Fig.3 Wind farms with capacity over 10 million kW 目前，國家電網公司對已投運的風電場有三種調度管理模式；即省調直接調度管理、委托地調調度管理和省地兩級調度聯(lián)合調度管理。各網省調度根據《中華人民共和國電力法》、《電網調度管理條例》、《可再生能源法》和各公司有關規(guī)定，制定了針對風電場并網的相關管理辦法，保證已投運風電場的安全穩(wěn)定運行。

Fig.4 Characteristics of wind power output 3.大規(guī)模風電并網引發(fā)的挑戰(zhàn)

風力發(fā)電受自然條件影響較大，具有隨機性、間歇性和反調峰等特性，對電力系統(tǒng)調峰、調壓和穩(wěn)定運行影響較大，特別是大規(guī)模、集中開發(fā)和遠距離高電壓輸送，國內外尚沒有成熟的經驗和理論可借鑒，將給電網的調度運行和管理帶來前所未有的挑戰(zhàn)。

3.1電力電量平衡和調峰的矛盾日益突出

隨著國民經濟產業(yè)結構的優(yōu)化調整，人民生活水平的提高，社會用電結構發(fā)生了較大變化，電網峰谷差逐步加大。現有以煤電為主的電源結構，調峰能力較差，電網調峰矛盾日益突出。而風電的超常規(guī)發(fā)展，使電網調峰的矛盾進一步加劇，特別是風電出力的間歇性、不確定性和反調峰特性，要求有大量的發(fā)電旋轉備用與之相匹配。現有的電源結構不能無條件地滿足風電接入和發(fā)電的要求，電力電量平衡和調峰的矛盾日益突出。

例如，風電的大規(guī)模并網使得東北各電網冬季供熱期調峰能力不足的問題逐漸突出。由于相當一部分火電機組承擔供熱任務，實行“以熱定電”的原則。為保證供熱溫度，低谷期間機組無法減到最低技術出力，高峰時段也無法加到額定出力，機組調峰能力降低。特別是在冬季夜間低負荷、大風時段，風電出力快速增加（見圖4），其它非供熱機組調峰壓力較大。需要說明的是，與歐美等發(fā)達國家電源結構不同，中國缺乏可快速調節(jié)的燃氣、燃油機組（見圖5），因而調峰相當困難。

Fig.5 Components of power source in U.S and Germany

3.2電網運行控制難度進一步增加

3.2.1 風電集中開發(fā)惡化了局部電網運行環(huán)境

風電電源建設布局不合理，多分布在偏遠、落后且網架薄弱的地區(qū)，市場容量有限，調峰調壓手段不足。風電的大規(guī)模并網惡化了局部電網運行環(huán)境，如甘肅酒泉地區(qū)，在“N-1”方式下，引發(fā)了輸變電設備過載問題，運行控制難度增加，嚴重影響電網安全穩(wěn)定性和可靠供電。

受風電出力的隨機性和間歇性影響，大容量風電機組接入電網后，易產生區(qū)域間聯(lián)絡線潮流超穩(wěn)定極限運行等問題。此外，大規(guī)模風電接入還會給系統(tǒng)帶來諧波，引發(fā)電能質量問題。

3.2.2無功電壓和安全穩(wěn)定問題突出

目前投運的風電機組基本不具備無功調節(jié)能力，大規(guī)模風電并網后需要電網配置足夠的無功補償裝置，并且需要根據風電機組的出力進行同步調整，增加了運行調度的復雜性。由于風電場無功補償容量不足且缺乏動態(tài)無功補償裝置。正常運行時，電壓調整較為困難，容易產生高峰負荷電壓偏低和低谷負荷電壓偏高的現象。上述問題已陸續(xù)在吉林、黑龍江、新疆等多家電網出現。

此外，由于絕大部分并網風電機組不具備故障穿越能力，系統(tǒng)故障導致的電壓降低和升高都將引發(fā)大量風電機組跳閘，從而造成該地區(qū)電壓的很大波動。同時，大規(guī)模風電退出運行，將帶來系統(tǒng)頻率和電壓的穩(wěn)定問題，若系統(tǒng)無功儲備不足，甚至可能引起局部電壓崩潰。

4．對策和重點工作

針對風電迅猛發(fā)展，尤其是中國東北、西北電網風電機組大規(guī)模投產，應著重做好以下幾個方面的工作：

4.1強化專業(yè)管理，推進標準化建設

一是加強風電機組入網管理。依照相關規(guī)定和準則，規(guī)范大規(guī)模風電接入系統(tǒng)審批及工程前期審查等環(huán)節(jié)的工作管理流程，對風電機組涉網參數及運行技術指標，提出統(tǒng)一要求。二是加強調度運行管理。制定調度運行管理規(guī)程規(guī)定，規(guī)范風電場計劃、運行和檢修管理等調度運行工作，推進風電調度管理的規(guī)范化、制度化和標準化建設。三是加強隊伍建設，完善組織機構。成立風電調度運行管理的專門機構并充實風電專業(yè)管理人員隊伍。健全工作制度和業(yè)務規(guī)范，促進風電調度管理隊伍健康發(fā)展；四是加強人員培訓和技術交流。著眼于培養(yǎng)適應大可再生能源調度需要的運行人才和技術人才，不斷提高風電管理專業(yè)人員的工作能力和業(yè)務素質，開展不同層次和不同范圍的技術合作。4.2深入研究風電運行規(guī)律，確保電網安全穩(wěn)定運行 一是建立風電運行信息指標體系，規(guī)范運行工作，深化運行分析工作；二是加大風電科研課題研究的深度和力度，探索和掌握風電運行規(guī)律。

目前，東北網調和中國電科院結合中國風電調度管理現狀，已著手開展風電調度管理模式研究；西北網調配合中國電科院研究進行大規(guī)模風電并網運行控制技術研究；吉林省調配合中國電科院開展

大功率風電預報預測技術研究。上述工作將陸續(xù)于年底前完成。此外，中國電科院和國網電科院正在加快風電和太陽能發(fā)電研究與檢測中心的建設，上述工作的開展將有力的促進風電調度管理工作的規(guī)范化和標準化。

4.3加強溝通，獲得政府部門和發(fā)電商支持 風電的超常規(guī)發(fā)展使得風電全額收購的難度越來越大，電網調度面臨的壓力不斷增加，各級調度機構應加強與政府等有關部門的溝通。

一是要與政府部門和發(fā)電商在新能源建設、入網以及調度管理運行方面建立長期、有效的溝通機制，以爭取各方的理解、認同和支持；二是應加大宣傳和服務力度，建立有效的溝通平臺，主動為政府有關部門建言獻策，規(guī)范風電并網運行工作，為發(fā)電企業(yè)出謀劃策，為電網安全運行和充分利用風能資源營造和諧風電調度氛圍。

5．結論

針對中風電發(fā)展現狀，本文詳細分析了大規(guī)模風電并網帶來的技術和管理上的挑戰(zhàn)并提出了下一步需要重點解決的問題。基于本文分析總結，在風電的調度運行管理上的結論如下：

1)加快發(fā)展風電等新能源開發(fā)是國家基本的能源政策，未來風電等新能源還將以較快的速度發(fā)展，電網調度運行將面臨更加嚴峻的形勢和挑戰(zhàn)。

2)技術上，要加快風電并網運行控制技術和風電功率預報預測技術的研究并制定相關規(guī)定。

3)管理上，要加快進行風電調度管理模式研究，加強規(guī)章制度建設。

4)政策上，要與各級政府部門、電力監(jiān)管部門、發(fā)電商加強溝通，共同努力，營造和諧風電調度氛圍。

5)最終目標是要實現風電與電網的和諧發(fā)展，確保電網穩(wěn)定運行，充分利用風能資源。

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董

存(1973-)男，高級工程師，主要研究方向為電力系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性、電網調度等

辛耀中(1959-)男，副主任，主要研究方向為電力系統(tǒng)運行分析與控制、電網調度等

第四篇：關于風電機組火災原因和管理措施

關于風電機組火災原因與管理措施探討

一、概述

風力發(fā)電機組（簡稱風電機組）的作用是將風能合理轉化為電能。通過風力的作用，實現葉片的轉動，通過增速設備將葉輪旋轉的頻率加大，帶動發(fā)電機發(fā)電。

1.風電機組的結構

風電機組的主要組成部分包括：葉輪、機艙、塔筒以及傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)等。葉輪和機艙構成了一個橫向的分區(qū)，這一區(qū)域的封閉性較強；塔筒與機艙共同構成了一個縱向的分區(qū)，這一分區(qū)也具有較強的封閉性。塔筒一般有3-4層平臺，構成了上部與下部互不連通的縱向分區(qū)。

2.風電火災事故情況

風電行業(yè)事故主要以葉片損壞、倒塔、火災、雷擊等為主。風電火災事故影響很大，除了造成設備損失，影響生產效益和人員傷亡外，還會降低風電作為先進的、可持續(xù)綠色能源行業(yè)的社會形象。

由于事故較敏感，各開發(fā)商或廠家不愿意公開統(tǒng)計數據，但風機著火已經是行業(yè)內較突出的風電事故之一。而且風電場一般地處偏遠地區(qū)，發(fā)生事故后容易遮掩。據英國風能機構的不完全統(tǒng)計，截至2009年12月31日，全球共發(fā)生風電機組重大事故715起，其中火災事故138起，占總數的19.3%，位列第二位。另，據2014年其中一期《火災科學》雜志上，有研究人員在對全球20多萬臺風機進行了評估之后，甚至認為風機發(fā)電機的火災發(fā)生率要比業(yè)內普遍認為的平均每年11.7起的幾率高出10倍，即認為每年至少有超過117起風機著火事故發(fā)生。在我國也發(fā)生了不少風機火災事故，造成了重大設備損失，甚至專業(yè)技術人員傷亡。我國是風電容量第一大國，截止到2016年底，我國風電裝機容量達1.69億千瓦，意味著國內豎立的風電單機超過11萬臺。因此，對如此巨量設備的火災管控必須得到有關部門和單位的重視。

3.風電機組火災的特征

火災撲救難度大。一旦發(fā)生就造成極大的直接損失（當前單臺風電機組設備價格約600-800萬元）和間接損失（發(fā)電量減少），且外部救援可能性近乎為零。火災隱患點多。風電機組從上到下都存在發(fā)生火災可能，且火災環(huán)境惡劣（機艙外部空氣流動大，塔筒內部容易形成空氣對流等）。

火災類型復雜。電氣火災、固體火災和液體火災均有可能發(fā)生（涉及到的可燃物的種類很多，包括：不同種類和用途的潤滑油脂、液壓油、電器設備、電線電纜、葉片、機艙罩及其保溫層等）。

二、風電機組火災隱患和特征分析

1.葉輪

葉輪的組成部分包括葉片、輪轂、變槳機構（電機或液壓）、控制裝置以及整流罩。葉片的材質以及整流罩的材質多為玻璃鋼復合材料，葉片內部夾芯結構由玻璃鋼表層中間加泡沫（PET）芯材或巴沙輕木（BALTEK）芯材構成，本身不易燃，但葉片容易遭受雷擊，從而引起火災。在設備較長時間的運行中，尤其是葉片變槳電機超負荷運行以及控制裝置由于過熱老化而導致電氣擊穿，控制箱通風不良也會導致過熱發(fā)生，如果不能及時處理，會導致火災。因此，主要隱患部位在于葉片、變槳電機以及變槳系統(tǒng)的電池柜和電容柜。

2.機艙

機艙的支撐結構主要是塔筒，被機艙罩所包圍，形成一個獨立性較強的空間，機艙中包括主軸、齒輪箱、發(fā)電機、剎車系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、連軸裝置、控制柜、變頻柜以及風向標、測速裝置、底板、照明系統(tǒng)等。機艙中由于通風不良，艙內溫度往往較高（夏天能達50度），電氣設備、線纜等材料容易出現過熱、老化。機艙內主要設備長時間處于高速旋轉的狀態(tài)，所產生的振動容易使電氣短路或連接接頭、插件以及電纜接口發(fā)生松動，加大接觸電阻而導致局部溫度過高。多起風機火災事故也表明，電氣火災是主要形式之一，機艙內因控制柜著火而引燃整個機艙的事故并不少見。機艙內各組件的潤滑油、液壓油如果出現泄漏，也會對機艙中的設備以及底座造成較為嚴重的污染，促使火災產生，并助長火勢蔓延。剎車系統(tǒng)制動過于劇烈，會導致設備瞬時溫升，同時產生火花，非常容易引發(fā)火災。機艙的封閉結構和空氣強烈流動的外部環(huán)境，使得火勢一旦產生就會快速擴大而不會自動熄滅。可見，機艙的主要火災隱患在于控制柜、并網柜、變頻器、剎車盤、發(fā)電機、油污等。

3.塔筒

塔筒對風機葉輪和機艙起到支撐的作用。形狀為中空式的圓柱形，一般塔筒還會設置多個休息平臺，實現上部與下部相對獨立的空間，在塔筒中設置了爬梯、照明系統(tǒng)以及多條用于傳輸的動力電纜以及用于發(fā)揮控制作用的控制電纜。一些風機設備廠家將變頻柜和控制柜等裝置設置在塔筒的下層平臺中。基于其較小的空間，很難實現良好的通風，所以各種電氣元件很容易由于老化而被擊穿。另外，由于設備連接插件以及電纜連接處接觸不好，由于其他設備事故導致的電纜過流或者絕緣層老化，十分容易引起控制柜內部的元件發(fā)生火災或者電氣線纜發(fā)生火災。值得一提的是，塔筒內部一旦發(fā)生火災，原本密閉的塔筒門被破壞后與塔筒頂部出口如果形成空氣對流，會加速火勢蔓延，產生嚴重后果。總之，塔筒內火災隱患主要在于各種動力電纜和控制電纜、部分機型位于塔基的控制柜、變頻柜。

三、風電機組火災原因分析

近年來國內發(fā)生了多起風機火災事故，典型事故列舉如下：

2009年7月14日，內蒙古錫林浩特某風電場一臺1.5兆瓦風電機組發(fā)生火災。原因懷疑為維修過程中，在機艙燒電焊，引發(fā)機艙內的油脂起火； 2010年1月24日，通遼寶龍山某風電場一臺1.5兆瓦的機組發(fā)生飛車引發(fā)火災和倒塔事故；

2010年4月17日，內蒙古輝騰錫勒風電場一臺風機由于液力聯(lián)軸器故障發(fā)生溢油，引發(fā)機艙起火；

2016年12月，內蒙古通遼朱日河某風電場一臺投運了五年的1.5兆瓦風機著火燒毀，原因懷疑與定期維護遺留問題有關。

從絕大部分風電機組燒毀事故來看，大都是由于雷擊、電器、線路起火，或機組在運行過程中，由旋轉部件損壞而造成劇烈摩擦發(fā)熱產生的火災。根據已知實際發(fā)生的風電機組火災事故進行統(tǒng)計與總結，造成風電機組火災的原因主要有十種，可分為非人為因素和人為因素區(qū)別分析。非人為因素有：

1.發(fā)電機電纜與接線盒原因。風機發(fā)電機定轉子出口電纜在相間或單項對地絕緣降低或短路的情況下放電引燃電纜。此外，部分風機設計的機艙內加熱器距離發(fā)電機出口電纜較近，機艙加熱器保護失靈等使得加熱器持續(xù)工作易引燃電纜。部分風機由于設計或出廠質量等原因，接線盒端子排間隙較小，方形螺絲墊片易發(fā)生尖端放電。

2.發(fā)電機軸承過熱：發(fā)電機軸承自動注油系統(tǒng)故障(如發(fā)電機加脂機損壞或油路堵塞)，潤滑油脂劣化、軸承摩擦大的情況下，導致軸承過熱，引燃附近易燃物，如油污、遺落布條等。另外，發(fā)電機軸承冷卻風扇不工作也會導致軸承溫度過高。

3.剎車系統(tǒng)形成高溫：在機組報安全鏈故障或人為手動緊急停機的情況下，機組會緊急停機，此時剎車瞬間投入，如機組在高速運轉，剎車片和高速旋轉的剎車盤之間摩擦產生大量火花，可能引燃周圍易燃物。另外，在沿海地區(qū)，臺風期間如風機沒有正常切出停機，葉片沒有處于順槳狀態(tài)而在30m/s以上風速仍然受力，也會導致剎車盤發(fā)熱嚴重。

4.雷擊：雷擊是引發(fā)風機發(fā)生火災的重要原因之一。雖然風電機組都配備了從葉尖-輪轂-機艙-塔筒-基礎的避雷系統(tǒng)，但一旦避雷設施維護不當，70米以上高空中的風機遭受雷擊并發(fā)生火災的風險就大大提高。進入夏季5-8月期間，雷雨日增加，由于機組長時間處于振動狀態(tài)或日常檢查不到位，可能出現接地系統(tǒng)導通不良，或者遭遇超強雷電超出風電防雷設計標準等情況時，就會造成雷電無法順利導入大地，局部連接點過熱放電引起機組火災。按照目前風電設備的發(fā)展趨勢，為了進一步開發(fā)中低速風區(qū)，風電機組在向高塔筒和長葉片的方向發(fā)展，而高塔筒和長葉片使得風機遭受雷擊的可能性進一步增大。

5.發(fā)電機繞組短路：由于發(fā)電機繞組加熱裝置出現故障或控制回路出現異常，會持續(xù)對繞組進行加熱，導致繞組絕緣老化引起短路。6.控制柜、變頻柜短路：風機控制柜和變頻柜等盤柜內各電源、控制回路接線端子松動造成接觸不良或短路，將會同時引發(fā)火花。電弧放電溫度將會達到2000℃-3000℃，極其容易引發(fā)火災。

7.有關標準執(zhí)行不充分。風電行業(yè)由于競爭激烈，設備廠家采取各項措施降低生產成本，國家能源局等有關行業(yè)部門對于有關風電設備防火的要求沒有充分執(zhí)行，業(yè)主單位在風電場建設時也仍然存在有關防止風機著火要求執(zhí)行不到位的情況，如電纜防火封堵、防火涂料等仍然存在諸多不合格情況。這既有行業(yè)共性特點，也有行業(yè)認識不到位的問題，因此列為非人為因素。

人為因素有：

1.維護工作質量。根據以上分析，風機內部尤其是機艙內部空間狹窄且火災隱患多，維護工作質量的高低對隱患因素有一定影響。如維護后對漏油油污、酒精、抹布、指條、手套等物品的清理至關重要。如維護人員在進行日常維護、定期檢修、衛(wèi)生打掃等工作時違反規(guī)定在機艙內抽煙，易引發(fā)火災。

2.工器具使用不當：工作人員在使用電焊機、電動扳手等大功率電動工器具時，隨意接入電源或者在防護措施不當，造成線路過熱引發(fā)火災，電焊機火花引燃周圍易燃物等。

3.管理不當。設備廠家為保證機組可利用率而掩蓋部分問題故障，如屏蔽安全鏈告警信息，為此國內已發(fā)生過數起風機火災事故。設備保護定值設置不當也會導致事故。風機設備保護定值與電網設備（如機組變）保護定值由不同部門出具，風電場管理人員如沒有認真審核，箱變低壓側斷路器自動跳閘功能形同虛設也會導致火災事故產生和蔓延。近年來因此類原因導致風機燒損的例子也不少。

四、風電機組火災管理措施探討

國內風機火災事故向接線盒著火、剎車盤引起火災（齒輪箱漏油）、變流柜著火、主控制柜電氣元件著火等多樣性發(fā)展，且隨著風機服務年限的增加，近兩年此類事故發(fā)生的頻率越來越高。事故原因的多樣性發(fā)展，對事故的預防管理措施也應從多個方面著手。

1.盡可能通過設備本身和消防設施消除火災隱患。安全管理優(yōu)先考慮設備保安，其次是管理（制度、流程）保安，最后才是行為管控。目前國內風電行業(yè)對風電機組的消防管理基本上“標配”為機艙和塔筒底部平臺各配備2個手提滅火器，這些配置離行業(yè)要求有一定差距。為了促進風電行業(yè)管控機組火災事故水平，應將重點放在設備上。提高風電機組主要部件的質量，尤其是齒輪箱潤滑油系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、發(fā)電機出線和接線盒、變頻柜和控制柜等部件的生產和安裝質量。此外，風電場業(yè)主嚴格要求風機廠家按照行業(yè)主管部門的有關要求生產設備，包括：風機葉片、機艙保溫層和隔熱吸音棉應選用不燃、難燃或經阻燃處理的材料，機艙內涂刷防火涂料；機艙和塔筒電纜采用阻燃電纜；風機機艙、塔筒內應裝設火災報警系統(tǒng)。按照《電力設備典型消防規(guī)程》要求“750kW以上的風機機艙內應設置無源型懸掛式超細干粉滅火裝置或氣溶膠滅火裝置，采用自身熱敏元件探測 并自動啟動”等，但要探討避免滅火裝置誤報和誤動的措施，否則也會造成設備損害，甚至人員傷亡。另外，直驅型風機由于機艙設備少，結構簡單，火災隱患較非直驅型風機大大降低。

2.細化管理制度，促成良好的運行維護習慣。加強運行維護人員和廠家維護隊伍的安全教育，提高防火意識，進入風機內的所有人員嚴禁吸煙，嚴禁攜帶揮發(fā)性液體進入機艙。可實行維護班組責任制，工作負責人對工作區(qū)域(特別是塔筒和機艙內)的作業(yè)前、中、后負全責，不遺留油污、手套、抹布、紙張等易燃物。嚴格限制在塔筒和機艙內部開展動火作業(yè)。

3.定期檢查與專項檢查相結合。結合近年發(fā)生的風機火災事故原因，針對風機的定期檢查工作除了維護質量、葉片檢查（重點接閃點）、消防檢查等以外，增加對發(fā)電機出口電纜絕緣測試、機艙內部（如剎車盤周圍、自動注油系統(tǒng)）周圍衛(wèi)生狀況、各盤柜內端子連接情況等檢查。專項檢查工作應結合地區(qū)環(huán)境和季節(jié)特點明確開展內容，如設備發(fā)熱觀測，風機接地導通性檢查、風機基礎防雷檢測等。定期檢查與專項檢查內容和頻率均通過表樣控制，達到檢查工作有條不紊地開展的目的。

4.加強驗收。風電場從開工到正式運營會經歷多個節(jié)點驗收。對風電設備防火安全而言，設備帶電前驗收和基建轉生產驗收是最關鍵的節(jié)點。驗收應側重于消防設施數量和擺放位置、電氣設備生產質量、電氣設備（接線）安裝質量、風電機組和箱變的保護定值配置、電纜防火涂料、電纜出線和塔筒平臺的防火封堵、消防隱患的整改、應急預案編制等內容。驗收中如發(fā)現上述消防問題，建議作為驗收的否決性條目。

5.行業(yè)標準的整合提升。關于風機防火，電纜的阻燃性能要求是比較關鍵的內容。國家能源局發(fā)布的要求和《電力設備典型消防規(guī)程》中，關于風機機艙和塔筒內動力電纜均要求為阻燃電纜。經實際調研發(fā)現，適用風電的阻燃動力電纜分A、B、C三類，外觀上無任何區(qū)別，價格會由于阻燃配方不同而產生差異。由于每個風電項目的電纜供貨量大，項目建設周期短，業(yè)主對電纜阻燃性能的把關往往形同虛設。即便是符合試驗標準的阻燃電纜，僅是對電纜本身按照標準要求的排布方式的阻燃性能，而風機電纜的排布方式與試驗標準并非完全一致，塔筒內空氣供給狀況也與實驗條件不完全一致；加上塔筒內產生火災的火源與試驗標準也不一，可能存在多處持續(xù)著火點，例如，控制電纜著火。風電行業(yè)沒有對控制電纜等細節(jié)有明確阻燃要求。因此，需要有行業(yè)協(xié)會或主管部門牽頭對風電用電纜（動力電纜、控制電纜及各種線纜）細化阻燃標準要求，必要時針對風電塔筒和機艙的著火特點研發(fā)制定專用的電纜阻燃等級，以有效地控制因電纜著火而形成的火災事故。

綜上所述，我國風電發(fā)電機組在發(fā)電方面具有極大的優(yōu)勢，是一種利用可再生資源進行的綠色清潔的發(fā)電手段。但是由于單機數量龐大，運行內外部條件惡劣，發(fā)生火災的幾率越來越高。管理人員需要全面總結以往發(fā)生火災的經驗，找到引發(fā)火災的各項因素，并針對每一項因素進行全面的分析，制定出相應的管理措施和手段。風電機組火災防控，應優(yōu)先考慮通過設備管控，從行業(yè)標準要求執(zhí)行和提升、加強重要節(jié)點驗收、加強檢查手段等總體提高管控能力。

第五篇：風電運行規(guī)程

風力發(fā)電運行規(guī)程 范圍

本規(guī)程規(guī)定了風力發(fā)電場設備和運行人員的要求，正常運行、維護的內容和方法及事故處理的原則和方法等。本規(guī)程適用于并網風力發(fā)電機組（以下簡稱風電機組）組成的總容量在1000kW及以上的、單機容量為100kW及以上定槳距或變槳距水平軸風電機組組成的風力發(fā)電場（以下簡稱風電場）。垂直軸式風電機組組成的風電場或容量在1000kW以下的風電場可參照執(zhí)行。2 引用標準及參考文件

《 GB/T1.1-2000 標準化工作導則》、《 GB/T15498-1995 企業(yè)標準體系》、《管理標準和工作標準的構成和要求 GL/T800-2001》、《電力行業(yè)標準編制規(guī)則 DL/T600-2001》、《電力標準編寫的基本規(guī)定 GB14285—1993》、《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程 DL408—1991》、《電業(yè)安全工作規(guī)程 DL/T572—1995》、《電力變壓器運行規(guī)程 DL/T596—1996》、《電力設備預防性試驗規(guī)程 DL/T620—1997》、《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合DL5027—1993》、《電力設備典型消防規(guī)程 SD 292—1988 架空配電線路及設備運行規(guī)程（試行）》 3 職責

3.1 運行管理部門是本規(guī)程的歸口管理部門。3.2 運行管理部門負責規(guī)程的制訂、修訂等工作。4 管理內容與要求 4.1 對設備的基本要求 4.1.1 風電機組: 4.1.1.1 風電機組及其附屬設備:風電機組及其附屬設備均應有設備制造廠的金屬銘牌，應有風電場自己的名稱和編號，并標示在明顯位置。4.1.1.2 塔架和機艙:塔架應設攀登設施，中間應設休息平臺，攀登設施應有可靠的防止墜落的保護設施，以保證人身安全。機艙內部應有消音設施，并應有良好的通風條件，塔架和機艙內部照明設備齊全，亮度滿足工作要求。塔架和機艙應滿足到防鹽霧腐蝕、防沙塵暴的要求，機艙、控制

箱和筒式塔架均應有防小動物進入的措施。

4.1.1.3 風輪:風輪應具有承受沙暴、煙霧侵襲的能力，并有防雷措施。4.1.1.4 制動系統(tǒng):風電機組至少應具有兩種不同原理的能獨立有效制動的制動系統(tǒng)。

4.1.1.5 調向系統(tǒng):調向系統(tǒng)應設有自動解纜和扭纜保護裝置。在寒冷地區(qū)，測風裝置必須有防冰凍措施。

4.1.1.6 控制系統(tǒng):風電機組的控制系統(tǒng)應能監(jiān)測以下主要數據并設有主要報警信號：

1）發(fā)電機溫度、有功與無功功率、電流、電壓、頻率、轉速、功率因數。2）風輪轉速、變槳距角度。3）齒輪箱油位與油溫。4）液壓裝置油位與油壓。5）風速、風向、氣溫、氣壓。6）機艙溫度、塔內控制箱溫度。

7）機組振動超溫和控制剎車片磨損報警。

4.1.1.7 發(fā)電機:發(fā)電機防護等級應能滿足防鹽霧、防沙塵暴的要求。濕度較大的地區(qū)應設有加熱裝置以防結露。發(fā)電機應裝有定子繞組測溫裝置和轉子測速裝置。

4.1.1.8 齒輪箱:齒輪箱應有油位指示器和油溫傳感器，寒冷地區(qū)應有加熱油的裝置。4.1.2 其他要求: 4.1.2.1 風電場的控制系統(tǒng)應由兩部分組成：一部分為就地計算機控制系統(tǒng)；另一部分為主控室計算機控制系統(tǒng)。主控制室計算機應備有不間斷電源，主控制室與風電機組現場應有可靠的通信設備。4.1.2.2 風電場必須備有可靠的事故照明。

4.1.2.3 處在雷區(qū)的風電場應有特殊的防雷保護措施。4.1.2.4 風電場與電網調度之間應保證有可靠的通信聯(lián)系。

4.1.2.5 風電場內的架空配電線路、電力電纜、變壓器及其附屬設備、升壓變電站及防雷接地裝置等的要求應按“引用標準”中相應的標準執(zhí)行。

4.2 應具備的主要技術文件

4.2.1 風電場每臺風電機組應有的技術檔案

4.2.1.1 制造廠提供的設備技術規(guī)范和運行操作說明書、出廠試驗紀錄以及有關圖紙和系統(tǒng)圖。

4.2.1.2 風電機組安裝記錄、現場調試記錄和驗收記錄以及竣工圖紙和資料。

4.2.1.3 風電機組輸出功率與風速關系曲線（實際運行測試記錄）。4.2.1.4 風電機組事故和異常運行記錄。4.2.1.5 風電機組檢修和重大改進記錄。

4.2.1.6 風電機組運行記錄的主要內容有發(fā)電量、運行小時、故障停機時間、正常停機時間、維修停機時間等。4.3 對運行人員的基本要求

4.3.1 風電場的運行人員必須經過崗位培訓，考核合格，健康狀況符合上崗條件。

4.3.2 熟悉風電機組的工作原理及基本結構。4.3.3 掌握計算機監(jiān)控系統(tǒng)的使用方法。

4.3.4 熟悉風電機組各種狀態(tài)信息，故障信號及故障類型，掌握判斷一般故障的原因和處理的方法。

4.3.5 熟悉操作票、工作票的填寫以及“引用標準”中有關規(guī)程的基本內容。

4.3.6 能統(tǒng)計計算利用時數、故障率等。4.4 正常運行和維護

4.4.1 風電機組在投入運行前應具備的條件: 4.4.1.1 電源相序正確，三相電壓平衡。

4.4.1.2 調向系統(tǒng)處于正常狀態(tài)，風速儀和風向標處于正常運行的狀態(tài)。4.4.1.3 制動和控制系統(tǒng)的液壓裝置的油壓和油位在規(guī)定范圍。4.4.1.4 齒輪箱油位和油溫在正常范圍。

4.4.1.5 各項保護裝置均在正確投入位置，且保護定值均與批準設定的值相符。

4.4.1.6 控制電源處于接通位置。

4.4.1.7 控制計算機顯示處于正常運行狀態(tài)。4.4.1.8 手動啟動前葉輪上應無結冰現象。

4.4.1.9 在寒冷和潮濕地區(qū)，長期停用和新投入的風電機組在投入運行前應檢查絕緣，合格后才允許啟動。

4.4.1.10 經維修的風電機組在啟動前，所有為檢修設立的各種安全措施應已拆除。

4.4.2 風電機組的啟動和停機

4.4.2.1 風電機組的啟動和停機有手動和自動兩種方式。4.4.2.2 風電機組應能自動啟動和停機。

1）風電機組的自動啟動：風電機組處于自動狀態(tài)，當風速達到啟動風速范圍時，風電組按計算機程序自動啟動并入電網。

2）風電機組的自動停機：風電機組處于自動狀態(tài)，當風速超出正常運行范圍時，風電機組按計算機程序自動停機。4.4.2.3 風電機組的手動啟動和停機： 1）手動啟動和停機的四種操作方式：

a)主控室操作：在主控室操作計算機啟動鍵和停機鍵。

b)就地操作：斷開遙控操作開關，在風電機組的控制盤上，操作啟動或停機按鈕，操作后再合上遙控開關。

c)遠程操作：在遠程終端操作啟動鍵或停機鍵。

d)機艙上操作：在機艙的控制盤上操作啟動鍵或停機鍵，但機艙上操作僅限于調試時使用。

2）風電機組的手動啟動：當風速達到啟動風速范圍時，手動操作啟動鍵或按鈕，風電機組按計算機啟動程序啟動和并網。

3）風電機組的手動停機：當風速超出正常運行范圍時，手動操作停機鍵或按鈕，風電機組按計算機停機程序與電網解列、停機。

4.4.2.4 凡經手動停機操作后，須再按“啟動”按鈕，方能使風電機組進入自啟狀態(tài)。

4.4.2.5 故障停機和緊急停機狀態(tài)下的手動啟動操作。

風電機組在故障停機和緊急停機后，如故障已排除且具備啟動的條件，重新啟動前必須按“重置”或“復位”就地控制按鈕，方能按正常啟動操作方式進行啟動。4.4.3 風電場運行監(jiān)視

4.4.3.1 風電場運行人員每天應按時收聽和記錄當地天氣預報，做好風電場安全運行的事故預想和對策。

4.4.3.2 運行人員每天應定時通過主控室計算機的屏幕監(jiān)視風電機組各項參數變化情況。

4.4.3.3 運行人員應根據計算機顯示的風電機組參數，檢查分析各項參數變化情況，發(fā)現異常情況應通過計算機屏幕對該機組進行連續(xù)監(jiān)視,并根據變化情況做出必要處理，同時在運行日志上寫明原因，進行故障記錄與統(tǒng)計。

4.4.4 風電場的定期巡視:運行人員應定期對風電機組、風電場測風裝置、升壓站、場內高壓配電線路進行巡回檢查，發(fā)現缺陷及時處理，并登記在缺陷記錄本上。

4.4.4.1 檢查風電機組在運行中有無異常響聲、葉片運行狀態(tài)、調向系統(tǒng)動作是否正常，電纜有無絞纏情況。4.4.4.2 檢查風電機組各部分是否漏油。

4.4.4.3 當氣候異常、機組非正常運行、或新設備投入運行時，需要增加巡回檢查內容及次數。4.4.5 風電機組的檢查維護

4.4.5.1 風電機組的定期登塔檢查維護應在手動“停機”狀態(tài)下進行。4.4.5.2 運行人員登塔檢查維護應不少于兩人，但不能同時登塔。運行人員登塔要使用安全帶、戴安全帽、穿安全鞋。零配件及工具必須單獨放在工具袋內，工具袋必須與安全繩聯(lián)結牢固，以防墜塔。

4.4.5.3 檢查風電機組液壓系統(tǒng)和齒輪箱以及其他潤滑系統(tǒng)有無泄漏，油面、油溫是否正常，油面低于規(guī)定時要及時加油。4.4.5.4 對設備螺栓應定期檢查、緊固。

4.4.5.5 對液壓系統(tǒng)、齒輪箱、潤滑系統(tǒng)應定期取油樣進行化驗分析，對

軸承潤滑點定時注油。

4.4.5.6 對爬梯、安全帽、照明設備等安全設施應定期檢查。4.4.5.7 控制箱應保持清潔，定期進行清掃。

4.4.5.8 對主控室計算機系統(tǒng)和通信設備應定期進行檢查和維護。4.5 異常運行和事故處理

4.5.1 風電場異常運行與事故處理基本要求

4.5.1.1 當風電場設備出現異常運行或發(fā)生事故時，當班值長應組織運行人員盡快排除異常，恢復設備正常運行，處理情況記錄在運行日志上。4.5.1.2 事故發(fā)生時，應采取措施控制事故不再擴大并及時向有關領導匯報，在事故原因查清前，運行人員應保護事故現場和損害的設備，特殊情況例外（如搶救人員生命）。如需立即進行搶修的，必須經領導同意。4.5.1.3 當事故發(fā)生在交接班過程中，應停止接班，交班人員必須堅守崗位、處理事故，接班人員應在交班值長指揮下協(xié)助事故處理。事故處理告一段落后，交接雙方值長決定是否繼續(xù)交接班。

4.5.1.4 事故處理完畢后，當班值長應將事故發(fā)生的經過和處理情況，如實記錄在交班簿上。事故發(fā)生后應根據計算機記錄，對保護、信號及自動裝置動作情況進行分析，查明事故發(fā)生的原因，并寫出書面報告，匯報上級領導。

4.5.2 風電機組異常運行及故障處理

4.5.2.1 對于標志機組有異常情況的報警信號，運行人員要根據報警信號提供的部位進行現場檢查和清理。

1）液壓裝置油位及齒輪箱油位偏低，應檢查液壓系統(tǒng)及齒輪箱有無泄漏，并及時加油恢復正常油面。

2）測風儀故障。風電機組顯示輸出功率與對應風速有偏差時，檢查風速儀、風向儀的傳感器有無故障，如有故障則予以排除。

3）風電機組在運行中發(fā)現有異常聲音，應查明響聲部位，分析原因，并做出處理。

4.5.2.2 風電機組在運行中發(fā)電機溫度、可控硅溫度、控制箱溫度、齒輪箱油溫、機械制動剎車片溫度超過規(guī)定值均會造成自動停機。運行人員應

查明設備溫度上升原因，如檢查冷卻系統(tǒng)、剎車片間隙、剎車片溫度傳感器及變送回路。待故障排除后，才能再啟動風電機組。4.5.2.3 風電機組液壓控制系統(tǒng)油壓過低而自動停機的處理：

運行人員應檢查油泵工作是否正常。如油壓不正常，應檢查油泵、油壓缸及有關閥門，待故障排除后再恢復機組自啟動。4.5.2.4 風電機組因調向故障而造成自動停機的處理：

運行人員應檢查調向機構電氣回路、偏航電動機與纏繞傳感器工作是否正常，電動機損壞應予更換，對于因纏繞傳感器故障致使電纜不能松線的應予以處理。待故障排除后再恢復自啟動。

4.5.2.5 風電機組轉速超過極限或振動超過允許振幅而自動停機的處理： 風電機組運行中，由于葉尖制動系統(tǒng)或變槳系統(tǒng)失靈會造成風電機組超速；機械不平衡，則造成風電機組振動超過極限值。以上情況發(fā)生均使風電機組安全停機，運行人員應檢查超速、振動的原因，經處理后，才允許重新啟動。

4.5.2.6 當風電機組運行中發(fā)生系統(tǒng)斷電或線路開關跳閘的處理： 當電網發(fā)生系統(tǒng)故障造成斷電或線路故障導致線路開關跳閘時，運行人員應檢查線路斷電或跳閘原因（若逢夜間應首先恢復主控室用電），待系統(tǒng)恢復正常，則重新啟動機組并通過計算機并網。

4.5.2.7 風電機組因異常需要立即進行停機操作的順序： a）利用主控室計算機進行遙控停機。

b）當遙控停機無效時，則就地按正常停機按鈕停機。c）當正常停機無效時，使用緊急停機按鈕停機。

d）仍然無效時，拉開風電機組主開關或連接此臺機組的線路斷路器。4.5.3 風電場事故處理

4.5.3.1 發(fā)生下列事故之一者，風電機組應立即停機處理： a）葉片處于不正常位置或相互位置與正常運行狀態(tài)不符時； b）風電機組主要保護裝置拒動或失靈時； c）風電機組因雷擊損壞時；

d）風電機組因發(fā)生葉片斷裂等嚴重機械故障時；

e）制動系統(tǒng)故障時。

4.5.3.2 當機組發(fā)生起火時，運行人員應立即停機并切斷電源，迅速采取滅火措施，防止火勢蔓延；當機組發(fā)生危機人員和設備安全的故障時，值班人員應立即拉開該機組線路側的斷路器。

4.5.3.3 風電機組主開關發(fā)生跳閘時，要先檢查主回路可控硅、發(fā)電機絕緣是否擊穿，主開關整定動作值是否正確，確定無誤后才能重合開關，否則應退出運行進一步檢查。

4.5.3.4 機組出現振動故障時，要先檢查保護回路，若不是誤動，應立即停止運行做進一步檢查。

4.5.3.5 風電場內電氣設備的事故處理可參照本標準所列“引用標準”中相應標準的規(guī)定處理。

1）升壓站的事故處理參照DL/T572、GB14285、《電力電纜運行規(guī)程》、DL5027和DL408進行處理。

2）風電機組的升壓變事故處理參照DL/572的規(guī)定處理。3）風電場內架空線路事故參照SD292的規(guī)定處理。

4）風電場內電力電纜事故處理參照《電力電纜運行規(guī)程》的規(guī)定處理。5 檢查與考核

5.1 本規(guī)程的執(zhí)行情況由生產技術部門負責檢查與考核。5.2 依據本規(guī)程和企業(yè)經濟責任制相關規(guī)定進行考核。