风电机组变桨距系统

第一篇：风电机组变桨距系统

作者：中国科学院电工研究所 李建林 张雷 鄂春良来源：赛尔电力自动化 总第78期摘要：在风力发电系统中，变桨距控制技术关系到风力发电机组的安全可靠运行，影响风力机的使用寿命，通过控制桨距角使输出功率平稳、减小转矩振荡、减小机舱振荡，不但优化了输出功率，而且有效的降低的噪音，稳定发电机的输出功率，改善桨叶和整机的受力状况。变桨距风力发电机比定桨距风力发电机具有更好的风能捕捉特性，现代的大型风力发电机大多采用变桨距控制。本文针对国外某知名风电公司液压变桨距风力机，采用可编程控制器(PLC)作为风力发电机的变桨距控制器。这种变桨控制器具有控制方式灵活，编程简单，抗干扰能力强等特点。本文介绍了液压变桨距系统的工作原理，设计了变桨控制器的软件系统。最后在国外某知名风电公司风力发电机组上做了实验，验证了将该变桨距控制器可以在变桨距风力机上安全、稳定运行的。

关键词：变桨距；风力发电机；可编程控制器

1引言

随着风电技术的不断成熟与发展，变桨距风力发电机的优越性显得更加突出：既能提高风力机运行的可靠性，又能保证高的风能利用系数和不断优化的输出功率曲线。采用变桨距机构的风力机可使叶轮重量减轻，使整机的受力状况大为改善，使风电机组有可能在不同风速下始终保持最佳转换效率，使输出功率最大，从而提高系统性能。随着风电机组功率等级的增加，采用变桨距技术已是大势所趋。目前变桨执行机构主要有两种：液压变桨距和电动变桨距，按其控制方式可分为统一变桨和独立变桨两种。在统一变桨基础上发展起来的独立变桨距技术，每支叶片根据自己的控制规律独立地变化桨距角，可以有效解决桨叶和塔架等部件的载荷不均匀问题，具有结构紧凑简单、易于施加各种控制、可靠性高等优势，越来越受到国际风电市场的欢迎。

兆瓦级变速恒频变桨距风电机组是目前国际上技术比较先进的风力机型，从今后的发展趋势看，必然取代定桨距风力机而成为风力发电机组的主力机型。其中变桨距技术在变速恒频风力机研究中占有重要地位，是变速恒频技术实现的前提条件。研究这种技术，提高风电机组的柔性，延长机组的寿命，是目前国外研究的热点，但是国内对此研究甚少，对这一前瞻性课题进行立项资助，掌握具备自主知识产权的独立变桨控制技术，对于打破发达国家对先进的风力发电技术的垄断，促进我国风力发电事业的进一步发展具有重要意义。

为了获得足够的起在变桨距系统中需要具有高可靠性的控制器，本文中采用了OMRON公司的CJ1M系列可编程控制器作为变桨距系统的控制器，并设计了PLC软件程序，在国外某知名风电公司风力发电机组上作了实验。

2变桨距风力机及其控制方式

变桨距调速是现代风力发电机主要的调速方式之一，如图1所示为变桨距风力发电机的简图。调速装置通过增大桨距角的方式减小由于风速增大使叶轮转速加快的趋势。当风速增大时，变桨距液压缸动作，推动叶片向桨距角增大的方向转动使叶片吸收的风能减少，维持风轮运转在额定转速范围内。当风速减小时，实行相反操作，实现风轮吸收的功率能基本保持恒定。液压控制系统具有传动力矩大、重量轻、刚度大、定位精确、液压执行机构动态响应速度快等优点，能够保证更加快速、准确地把叶片调节至预定节距[4][5]。目前国内生产和运行的大型风力发电机的变距装置大多采用液压系统作为动力系统。

图1变桨距风力发电机简图

如图2所示为变桨距控制器的原理框图。在发动机并入电网之前由速度控制器根据发动机的转速反馈信号进行变桨距控制，根据转速及风速信号来确定桨叶处于待机或顺桨位置；发动机并入电网之后，功率控制器起作用，功率调节器通常采用PI（或PID）控制，功率误差信号经过PI运算后得到桨距角位置。

图2变桨距风力机控制框图

当风力机在停机状态时，桨距角处于90°的位置，这时气流对桨叶不产生转矩；当风力机由停机状态变为运行状态时，桨距角由90°以一定速度（约1°/s）减小到待机角度（本系统中为15°）；若风速达到并网风速，桨距角继续减小到3°（桨距角在3°左右时具有最佳风能吸收系数）；发电机并上电网后，当风速小于额定风速时，使桨距角保持在3°不变；当风速高于额定风速时，根据功率反馈信号，控制器向比例阀输出-10V－+10V电压，控制比例阀输出流量的方向和大小。变桨距液压缸按比例阀输出的流量和方向来操纵叶片的桨距角，使输出功率维持在额定功率附近。若出现故障或有停机命令时，控制器将输出迅速顺桨命令，使得风力机能快速停机，顺桨速度可达20°/s。

3变桨控制器的设计

3.1系统的硬件构成本文实验中采用国外某知名风电公司风力发电机组作为实验对象，其额定功率550KW，采用液压变桨系统，液压变桨系统原理图如图３所示。从图３中可以看出，通过改变液压比例阀的电压可以改变进桨或退桨速度，在风力机出现故障或紧急停机时，可控制电磁阀J-B闭合、J-A和J-C打开，使储压罐1中的液压油迅速进入变桨缸，推动桨叶达到顺桨位置（90°）。

图３.液压变桨距控制系统原理图

本系统中采用OMRON公司的CJ1M系列PLC。发电机的功率信号由高速功率变送器以模拟量的形式（0～10V对应功率0～800KW）输入到PLC，桨距角反馈信号（0～10V对应桨距角0～90°）以模拟量的形式输入到PLC的模拟输入单元；液压传感器1、2也要以模拟量的形式输入。在这里选用了4路模拟量的输入单元CJ1W-AD041；模拟量输出单元选用CJ1W-DA021,输出信号为-10V～+10V，将信号输出到比例阀来控制进桨或退桨速度；为了测量发电机的转速，选用高速计数单元CJW-CT021，发电机的转速是通过检测与发电机相连的光电码盘，每转输出10个脉冲，输入给计数单元CJW-CT021。

3.2系统的软件设计

本系统的主要功能都是由PLC来实现的，当满足风力机起动条件时，PLC发出指令使叶片桨距角从90°匀速减小；当发电机并网后PLC根据反馈的功率进行功率调节，在额定风速之下保持较高的风能吸收系数，在额定风速之上，通过调整桨距角使输出功率保持在额定功率上。在有故障停机或急停信号时，PLC控制电磁阀J-A和J-C打开，J-B关闭，使得叶片迅速变到桨距角为90°的位置。

风力机起动时变桨控制程序流程如图4所示。当风速高于起动风速时PLC通过模拟输出单元向比例阀输出1.8V电压，使叶片以0.9°/s的速度变化到15°。此时，若发电机的转速大于800r/min或者转速持续一分钟大于700r/min，则桨叶继续进桨到3°位置。PLC检测到高速计数单元的转速信号大于1000r/min时发出并网指令。若桨距角在到达3°后2分钟未并网则由模拟输出单元给比例阀输出-4.1V电压，使桨距角退到15°位置。

第二篇：风力发电机组变桨距

：随着国家新能源发展战略的提出和实施，我国风电产业进入跨越式发展的阶段。本文从分析我国风力发电的现状出发，在总结分析风力发电技术发展的基础上，对我国风电发展过程中存在的主要问题进行了探讨分析，提出了相关建议。

关键词：风力发电；现状；技术发展

能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。常规能源以煤、石油、天然气为主，它不仅资源有限，而且造成了严重的大气污染。因此，对可再生能源的开发利用，特别是对风能的开发利用，已受到世界各国的高度重视。风电是可再生、无污染、能量大、前景广的能源，大力发展风电这一清洁能源已成为世界各国的战略选择。我国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。近年来我国风电产业及技术水平发展迅猛，但同时也暴露出一些问题。总结我国风电现状及其技术发展，对进一步推动风电产业及技术的健康可持续发展具有重要的参考价值。

1我国风力发电的现状

2005年2月，我国国家立法机关通过了《可再生能源法》，明确指出风能、太阳能、水能、生物质能及海洋能等为可再生能源，确立了可再生能源开发利用在能源发展中的优先地位。2009年12月，我国政府向世界承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%，把应对气和变化纳入经济社会发展规划，大力发展包括风电在内的可再生能源与核能，争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。论文大全网编辑。

随着新能源产业成为国家战略新兴产业规划的出台，风电产业迅猛发展，有望成为我国国民经济增长的一个新亮点。

我国自上世纪80年代中期引进55kW容量等级的风电机投入商业化运行开始，经过二十几年的发展，我国的风电市场已经获得了长足的发展。到2009年底，我国风电总装机容量达到2601万kW，位居世界第二，2009年新增装机容量1300万kW，占世界新增装机容量的36%，居世界首位[1,2]。可以看出，我国风电产业正步入一个跨越式发展的阶段，预计2010年我国累计装机容量有望突破4000万kW。

从技术发展上来说，我国风电企业经过“引进技术—消化吸收—自主创新”的三步策略也日益发展壮大。随着国内5WM容量等级风电产品的相继下线，以及国内兆瓦级机组在风电市场的普及，标志我国已具备兆瓦级风机的自主研发能力。同时，我国风电装备制造业的产业集中度进一步提高，国产机组的国内市场份额逐年提高。目前我国风电机组整机制造业和关键零部件配套企业已能已能基本满足国内风电发展需求，但是像变流器、主轴轴承等一些技术要求较高的部件仍需大量进口。因此，我国风电装备制造业必须增强技术上的自主创新，加强风电核心技术攻关，尤其是加强风电关键设备和技术的攻关。

2风力发电的技术发展

风力发电技术是涉及空气动力学、自动控制、机械传动、电机学、力学、材料学等多学科的综合性高技术系统工程。目前在风能发电领域，研究难点和热点主要集中在风电机组大型化、风力发电机组的先进控制策略和优化技术等方面。

2.1风力发电机组机型及容量的发展

现代风力发电技术面临的挑战及发展趋势主要在于如何进一步提高效率、提高可靠性和降低成本。作为提高风能利用率和发电效率的有效途径，风力发电机单机容量不断向大型化发展。从20世纪80年代中期的55kW容量等级的风电机组投入商业化运行开始，至1990年达到250kW，1997年突破1MW，1999年即达到2MW。进入21世纪，兆瓦级风力机逐渐成为国际风电市场上的主流产品。2004年德国Repower即研制出第一台5MW风电机，Enercon开发出第二代直驱式6WM风电机，预计2013年单机容量将突破15MW[1,3]。从世界范围来看，1.5MW-2MW的机型占世界机组容量的比例，已从2007年的63.7%飞速上升

到80.4%；而在我国，2005年风电场新安装的兆瓦级风电机组占当年新装机容量的21.5%，而2009年比例已经上升到86.86%[4]。这表明容量风电机组已经成为我国风电市场上的主流产品。

2.2风力发电机组控制技术的发展

控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键技术[5,6]，这是因为：

1）自然风速的大小和方向随着大气的气压、气温和湿度等的活动和风电场地形地貌等因素的随机性和不可控性，这样风力机所获得的风能也是随机和不可控的。

2）为使风能利用率更高，大型风力发电机组的叶片直径大约在60m~100m之间，因此风轮具有较大的转动惯量。

3）自动控制在风力发电机组的并网和脱网、输入功率的优化和限制、风轮的主动对风以及运行过程中故障的检测和保护中都应得到很好的利用。

4）风力资源丰富的地区通常环境较为恶劣[转贴于:论文大全网

在海岛和边远的地区甚至海上，人们希望分散不均的风力发电机组能够无人值班运行和远程监控。这就对风力发电机组的控制系统可靠性提出了很高的要求。

因此，众多学者都致力于深入研究风力发电的控制技术和控制系统，这些研究工作对于风力发电机组优化运行有极其重要的意义。计算机技术与先进的控制技术应用到风电领域，并网运行的风力发电控制技术得到了较快发展，控制方式从基本单一的定桨距失速控制向变桨距和变速恒频控制方向发展，甚至向智能型控制发展。

定桨距型风力机指桨叶与轮毂的连接是固定的，即桨距角固定不变，当风速变化时，桨叶的迎风角度固定不变。失速型是当风速高于额定风速，利用桨叶翼型本身所具有的失速特性，即气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，将发电机的功率输出限制在一定范围内。失速调节型的优点是简单可靠，当风速变化引起输出功率变化时，只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不做任何控制，使控制系统大为简化。其缺点是叶片重量大，桨叶、轮毂、塔架等部件受力较大，机组的整体效率较低，也使得这些关键部件更容易疲劳磨损。

变速恒频风力发电机组是近年来发展起来的一种新型风力发电系统，其转速不受发电机输出功率的限制，而其输出电压的频率、幅值和相位也不受转子转速的影响。论文大全网www.xiexiebang.com整理。

与恒速风电机组相比，它的优越性在于：低风速时能够跟踪风速变化，在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能；高风速时利用风轮转速的变化调节风力机桨距角，在保证风电机组安全稳定运行的同时，使输出功率更加平稳。变速恒频风力发电机组通过励磁控制和变桨距调节来实现最佳运行状态。变桨距是根据风速和发电机转速来调整叶片桨距角，从而控制发电机输出功率，由传动齿轮箱、伺服电机和驱动控制单元组成。随着风电控制技术的发展，当输出功率小于额定功率状态时，变桨距风力发电机组采用OptitiP技术，即根据风速的大小，调整发电机转差率，使其尽量运行在最佳叶尖速比，以得到理想的输出功率。变桨距风力发电机组的优点是：输出功率平稳，在额定点具有较高的风能利用系数，具有更好的起动性能与制动性能，能够确保高风速段的额定功率。

2.3风力发电机组控制策略的发展

风能是一种能量密度低、稳定性较差的能源，由于风速、风向的随机性变化，导致风力机叶片攻角不断变化，使叶尖速比偏离最佳值，风力机的空气动力效率及输入到传动链的功率发生变化，影响了风电系统的发电效率并引起转矩传动链的振荡，会对电能质量及接入的电网产生影响，对于小电网甚至会影响其稳定性。风力发电机组通常采用柔性部件，这有助

于减小内部的机械应力，但同时也会使风电系统的动态特性复杂化，且转矩传动模块会有很大振荡。目前，对风力发电机的控制策略研究根据控制器类型可分为两大类：基于数学模型的传统控制方法和现代控制方法。传统控制采用线性控制方法，通过调节发电机电磁转矩或桨叶节距角，使叶尖速比保持最优值，从而实现风能的最大捕获。对于快速变化的风速，其调节相对滞后。同时基于某工作点的线性化模型的方法，对于工作范围较宽、随机扰动大、不确定因素多、非线性严重的风电系统并不适用。

现代控制方法主要包括变结构控制、鲁棒控制、自适应控制、智能控制等[7,8]。变结构控制因具有快速响应、对系统参数变化不敏感、设计简单和易于实现等优点而在风电系统中得到广泛应用。鲁棒控制具有处理多变量问题的能力，对于具有建模误差、参数不准确和干扰位置系统的控制问题，在强稳定性的鲁棒控制中可得到直接解决。模糊控制是一种典型的智能控制方法，其最大的特点是将专家的知识和经验表示为语言规则用于控制，不依赖于被控制对象的精确的数学模型，能够克服非线性因素的影响，对被调节对象有较强的鲁棒性。由于风力发电机的精确数学模型难以建立，模糊控制非常适合于风力发电机组的控制，越来越受到风电研究人员的重视。人工神经网络是以工程技术手段来模拟人脑神经元网络的结构与特征的系统。利用神经元可以构成各种不同的拓扑结构的神经网络，它是生物神经网络的一种模拟和近似。利用神经网络的学习特性，可用于风力机的低风速的节距控制。

3存在的问题及展望

尽管近年来我国风电产业得到了迅猛的发展，但同时也暴露出众多的问题。

首先，我国尚未完全掌握风电机组的核心设计及制造技术。在设计技术方面，我国不仅每年需支付大量的专利、生产许可及技术咨询费用，在一些具有自主研发能力的风电企业中，其设计所需的应用软件、数据库和源代码都需要从国外购买。在风机制造方面，风机控制系统、逆变系统需要大量进口，同时，一些核心零部件如轴承、叶片和齿轮箱等与国外同类产品相比其质量、寿命及可靠性尚有很大差距。其次，我国风电发展规划与电网规划不相协调，上网容量远小于装机容量。风电发展侧重于资源规划，风电场的建设往[转贴于:论文大全网 没有考虑当地电网的消纳能力，从而造成装机容量大，并网发电少的现状。2009年新增装机容量中1/3未能上网，送电难已经成为制约风电发展的瓶颈。最后，我国风电的技术标准和规范不健全，包括风机制造、检测、调试、关键零部件生产及电场入网等相关标准亟需建立和完善。因此，展望我国未来的风电产业发展，必须加强自主创新掌握核心技术；必须加大电网建设力度，合理规范风电开发；必须加大政策扶持力度，建立健全完善统一的风电标准规范体系。

第三篇：变桨距风力发电机组

变桨距风力发电机组

变桨距风力发电机组是指整个叶片绕叶片中心轴旋转,使叶片攻角在一定范围(一般0°~90°)内变化，以便调节输出功率不超过设计容许值。

在机组出现故障时，需要紧急停机，一般应先使叶片顺桨，这样机组结构中受力小，可以保证机组运行的安全可靠性。变桨距叶片一般叶宽小，叶片轻，机头质量比失速机组小，不需很大的刹车，启动性能好。在低空气密度地区仍可达到额定功率，在额定风速之后，输出功率可保持相对稳定，保证较高的发电量。但由于增加了一套变桨距机构，增加了故障发生的机率，而且处理变距机构叶片轴承故障难度大。变距机组比较适于高原空气密度低的地区运行，避免了当失速机安装角确定后，有可能夏季发电低，而冬季又超发的问题。变桨距机组适合于额定风速以上风速较多的地区，这样发电量的提高比较明显。从今后的发展趋势看，在大型风力发电机组中将会普遍采用变桨距技术。

第四篇：风电机组运维

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风电机组运维

根据中国可再生能源学会统计，截止2013年底，我国风电累计装机容量超过9000万千瓦。预计2014年风电装机将超过1亿千瓦，到2020年达到2亿千瓦。随着我国风电装机数量的增加，风电运维市场越来越大，工作也越来越复杂，特别是我国风电机组种类多，未来对风电运维的管理提出了更高的要求。风电机组运维工作如何分类、有什么样的模式、对策值得各方，特别是风电运行方关注。

一、风电机组运维的工作分类

风电机组运维主要是指风电机组的定期检修和日常维护，其中，日常维护中的大部件的更换和一些特定部件的检修工作比较特殊，与普通的检修要求不一样，本文将其单列。

1、定期检修

定期检修（简称“定检”）是指按照风电机组的技术要求，根据运行时间对风电机组进行定期的检测、维护、保养等，一般按运行时间制定定检计划，如三个月、六个月、一年„„，定检工作内容相对比较固定，一般都有比较标准的程序和要求。每台机组每次定检大概需要80个工时左右（根据不同机组要求、定检频次，时间不尽相同），可由1名工程技术人员带领多名技术工人参加。由于定检设备较多、工作较为繁重，对人员的体力有一定的要求，且部分工作（如连接螺栓力矩检查）存在安全风险，需要做一定的安全培训。

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风电机组运行环境较为恶劣，定检可以让设备保持最佳的状态，并延长风电机组的使用寿命，因此该项工作很重要。根据时间不同，工作内容也有所不同，主要包括连接件的力矩检查（包括电气连接）、润滑性能检查、部件功能测试、油位和电气设备的检查、设备的清洗等，技术上的要求不高。

2、日常运维

日常运维包括故障处理与巡检。故障处理主要是对风电设备故障进行预判、检测、消除等，时间上不好确定，没有固定的工作内容，要求人员的技术实力比较强，特别是具有电气、通信方面的专业能力。该项工作也是风电机组运行维护最具技术、最富挑战的一项工作，人是关键因素，人员的工作经验、技术水平、知识储备决定了处理的速度与效果，直接影响到风电的正常运行。优秀的故障处理人员一般需要工程师以上的技术职称（或相当经验）、大约有2年以上同类机型的工作经验。故障处理人员的培训需要较长时间，人员成本相对较高，目前国内这方面的人员主要受雇于整机厂家及部分关键零部件厂家。目前因不同厂家机型不一，控制系统等不太一样，导致技术人员的跨公司流动性不强，即便是优秀的工程人员，更换一种机型后，适应时间也需要半年以上，因此该类人员需要注重长效的培训。

巡检是指在日常维护中对设备进行定期巡查，大约是每月一次（或2月一次），每台机组大约需要4个工时左右。工作方法主要是目视，或是简单的测试，有时可与故障处理结合，工作内容比较固定，计鹏咨询·行业报告

主要内容包括检查小型连接件松紧、传感器检测，观察油位、压力、运动件磨损情况，检查电缆布设、部件声音、机组内部气味等，巡检工作有利于对设备运行情况的掌握，能够及时处理风电机组运行中出现的小问题，保障机组的安全、高效运行。巡检工作不难、技术要求不高，但很难有一个固定的要求概括全部工作内容，经验很重要，一般要具有1年以上工作经验，对风电机组比较了解的人员参与，应尽量安排具有一定故障处理经验的工程人员进行巡检工作。

3、大部件的更换以及特定部件的检修

大部件的更换主要包括叶片、齿轮箱、电机、电控柜等大型设备的更换，一般都需要大型、专业的设备，具体工作需要具备相关资质的公司和专业人员进行，如安装资质、司索工等，目前这一块的工作大多由专业公司承揽。风电设备更换大型部件往往成本很高，但大型设备需要更换的概率也相对较低。目前运维方和厂家大多不具备，也不需要具备这方面的技术、人员，只需要有少数既熟悉风电机组，又了解该项工作的人员参指导。

特定部件的检修主要是指一些集成或专业部件，如叶片、齿轮箱、电机、变频器等检修，这些属于模块化、集成部件，往往需要部件的生产商负责检修，需要专业人员和设备。目前不论是风电机组设备商还是风电运行方都不直接参与该项工作。

二、风电机组运维的模式

我国风电建设起步较晚，发展较快，且风电在运行质量也不太稳

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定，风电运维市场大、难度大，特别是风电机组的种类多，一些风电场甚至就有多个厂家、多种型号机组在运行，因此在运维的管理和技术上就更为复杂。目前国内主要的运维模式主要有一下几种。

1、开发商自主运维。是指在风电机组质保期后，风电开发商负责风电机组的运维工作，这里又分两种：一是风电场招聘专业的维护人员负责运维工作；一是开发商成立专业的运维公司负责运维工作。该方式有利于风电开发企业熟悉设备、便于企业的管理和保障设备的运行，同时也提高企业的利润（能够合理控制成本情况下）。问题主要也是增加了管理的难度，同时可能因质量和技术原因不利于风电场的运行，质量和成本风险相对较大。

2、委托制造商运维。是指开发商与风电机组制造商签订运维合同，由制造商负责风电场的运维工作。制造商技术实力强，能够很好保障设备的运行，但往往成本较高，而且制造商在技术上也不够开放，对开发商而言不利于对技术的掌握和提高（如果需要掌握技术的话）。

3、独立第三方运维。是指开发商与专业的运维公司签订合同，负责运维工作。该种方式的优势是成本相对低，采取专业化的管理，有利于风电场的运行，但由于第三方对风电机组的了解，以及技术实力上比较欠缺，往往不能快速地处理故障，同时一些不合理的运维方式可能对设备造成损害。

三、风电运行企业运维对策与建议

风电机组的运维需要投入大量的人、财、物力，并且在管理、技

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术上需要有很高的综合能力，因此，开发商需要综合考虑运维能力和成本，根据自身实力、发展需要、开发类型等确定运维模式对策：一是在技术上需要综合评价，不管是自己还是委托其他公司运维，都要分析运维团队技术水平、对机型的熟悉程度、相关工作经验等；二是要综合考虑成本，目前运维的成本差别很大，风电设备运行费用直接关系到收益，自己运维需要从技术、质量、设备、人员、管理成本等方面考虑，交予第三方或设备提供方，需要综合考评；三是要利于公司的管理，根据装机规模、机组分散情况、人员配置、地理条件等考虑管理的风险；四是要考虑公司发展及业务需求，是否有意愿参与运维业务，风电技术的掌握是否是开发企业的必须等，从战略上制定风电运维计划与方案。

建议：风电运行企业如不愿发展运维业务，可以采取外包的方式（设备企业或第三方），如准备进入运维市场，需综合考虑自身的实力和定位，根据运维工作的内容进行分类管理，一是将工作内容相对简单、技术要求相对较低、易于规范和考核的定检委托第三方，有利于控制成本、保障质量，或者交予公司成立的专门的运维部门或分公司；二是在技术实力具备的条件下，将工作内容较为复杂、技术要求较高的日常运维工作由风电运行企业自己负责，或是与制造商共同负责，有利于自身提高技术，熟悉设备，保障风电机组运行；三是将大件的更换交予专业公司，可在区域内签订一家或几家专业的服务公司（主要是安装公司），从事本地区风电场大部件的更换工作；四是将

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特定部件的检修交由部件厂家或由设备提供方协调，最佳的方式是在出质保后，签订服务合同，以便及时、专业地处理。

第五篇：风电机组知识竞赛题

安全生产知识竞赛参考题

一、必答题

1.贝兹极限（风轮吸收风的动能的极限）是多少？ A、0.593 B、0.595 C、0.597 答案：A 2.风力机组液压电机的检测周期通常为

A、一年 B、半年 C、一季度 答案：B 3.风力发电机组最主要的两个参数是 A、切入风速和切出风速 B、造价和极大风速 C、额定功率和风轮直径 答案：C 4.风力机功率过低时，一般应该 A、退出电网，进入待机状态 B、退出电网，进入停机状态 C、什么也不用做 答案：A 5.风力机发生故障停机，当故障被处理后，如要启动风力机，首先应该进行什么操作? A、自检 B、复位 C、重新启动 答案：B 6.风轮实度是指？

答案：风轮叶片面积与风轮扫掠面积的比值。7.影响风力机输出功率的因素有哪些？

答案：空气密度、风速、风轮直径、风功率系数、传动系统效率、发电机效率。

8.风力机按风轮轴向可分为哪两种？ 答案：水平轴风机和垂直轴风机。

9.Windfarmer是一款针对于风力发电领域什么设计的优化软件？

答案：风电场设计。

10.目前水平轴风力机按传动形式来划分，可分为哪三种？

答案：直驱永磁式风力发电机、双馈式风力发电机、半直驱风力发电机。

11.如果风力机电缆发生纽缆故障，请简述风力机的自动解缆过程。

答案：风力机停机——风电机解缆——故障排除后重新并网发电。

12.简述风机的制动过程。

答案：叶片顺桨，以进行气动刹车，机械制动由刹车圆盘和多个刹车盘作用的刹车钳组成。在刹车时，先进行空气

答案：风机可以开始并网发电的最低风速。19.风机切出风速的定义

答案：风机运行风速范围的上限值，超过此风速，为了保护风机安全，控制系统会令风机断网停机。

20.风机额定风速的定义

答案：风机的功率达到额定值时的风速。21.风机塔架为保护人身安全，应有什么设施？ 答案：可靠的防止坠落的保护措施。

22.倒闸操作时下列哪些项目应填入操作票内？ A、应拉合的断路器和隔离开关 B、检查断路器和隔离开关的位臵 C、检查接地线是否拆除 D、装拆接地线

E、安装或拆除控制回路的熔断器 F、切换保护回路和检验是否确无电压 答案：ABCDEF 23.风力机叶片面积通常理解为什么？

答案：叶片面积指叶片旋转平面上的投影面积。24.以下说法那些是正确的？

A、同杆塔架设的多层电力线路挂接地线时，先挂高压、后挂低压，先挂上层、后挂下层

B、同杆塔架设的多层电力线路进行验电时，先验低压、29.通常叶片材料和基体材料分别是什么？

答案：通常叶片材料多为玻璃纤维增强复合材料（GRP），基体材料为聚酯树脂或环氧树脂。

30.下列哪些工作可以不用操作票？ A、拉合断路器的单一操作 B、事故应急处理

C、拉开或拆除全站（厂）唯一的一组接地刀闸或接地线

D、拉合断路器、隔离开关的单一操作 答案：ABC 32.风力机风轮锥角的作用是什么？

答案：风轮锥角的作用是在风轮运行状态下减少离心力引起的叶片弯曲应力和防止叶尖和塔架碰撞。

33.绝缘材料的机械强度，一般随温度和湿度的升高而怎样？

A、升高 B、不变 C、下降 答案：C 34.带有外循环油冷却系统的风力机齿轮箱的润滑方式是什么？

答案：强制循环。

35.变压器发生内部故障的主保护采用的是什么保护？ 答案：瓦斯保护。

场安全措施；工作班成员精神状态是否良好，变动是否合适。

41.工作票许可人的安全职责有哪些？

答：负责审查工作票所列安全措施是否正确完备，是否符合现场条件；工作现场布臵的安全措施是否完善，必要时予以补充；负责检查停电设备有无突然来电的危险；对工作票中所列内容即使发生很小疑问，也必须向工作票签发人询问清楚，必要时应要求作详细补充。

42.哪些工作需要填写第一种工作票？

答：高压设备上工作需要全部停电或部分停电者；高压室内的二次接线和照明等回路上的工作，需要将高压设备停电或做安全措施者；高压电力电缆需要停电的工作；其他工作需要将高压设备停电或需要做安全措施的。

43.哪些工作需要填写第二种工作票？

答：带电作业和在带电设备外壳上的工作；控制盘和低压配电盘、配电箱、电源干线上的工作；二次结线回路上的工作，无需将高压设备停电者；转动中的发电机、同期调相机的励磁回路或高压电动机转子电阻回路上的工作；非当值值班人员用绝缘棒和电压互感器定相或用钳形电流表测量高压回路的电流。

44.在填写电气操作票时，哪些项目应填入操作票内？ 答：需填的项目有：应拉合的开关和刀闸；检查开关和刀闸的位臵；检查接地线是否拆除；检查负荷分配；安装或

49.什么是动火作业？

答：在禁火区进行焊接与切合作业及在易燃易爆场所使用喷灯、电钻、砂轮等进行可能产生火焰、火花、和炽热表面的临时性作业。

50.在哪些地方动火需要填用动火工作票？

答：在防火重点部位或场所以及禁止明火区动火作业，应填用动火工作票。

51.哪些操作可以不用操作票？

答：事故处理；拉合断路器的单一操作；拉开接地开关或拆除全所仅有的一组接地线；上述操作应作记录。

52.操作中发生疑问时怎么办？

答：操作中发生疑问时：应立即停止操作；并向值班调度员或值班负责人报告，弄清问题后，再进行操作；不准擅自更改操作票；不准随意解除闭锁装臵。

53.高压电气设备都应安装完善的防误闭锁装臵，请问对防误闭锁装臵退出运行有何要求？

答：不得随意退出运行；停用防误闭锁装臵应经本单位总工程师批准；短时间退出防误闭锁装臵时，应经当班值长批准，并应按程序尽快投入。

54.系统发生接地后巡视检查时有什么要求？ 答：要求为：室内不得接近故障点4米以内，室外不得接近故障点8米以内；进入上述范围人员，必须穿绝缘靴，0答：将降落器固定到后门上的吊环螺栓，锁住安全挂钩并用滑轮绳子将袋子下放到地面（确保绳子完全伸展且没有打结）；固定系索末端的挂钩到胸部的安全装臵并锁住安全挂钩；跳出机舱，降落器将保持0.8米/秒的恒定速度；着地后，松开挂钩，第二个人可以开始降落；根据他的高度，在顶部的人必须将绳子回收几米以使挂钩位于上半部，然后可以开始降落。

59.我国在进行重大危险源的申报工作中，将重大危险源分为哪七大类？

答：易燃易爆有毒物质的储罐区；易燃易爆有毒物质的库区；具有火灾爆炸中毒危险的生产场所；企业危险建构筑物；压力管道；锅炉；压力容器。

60.什么叫事故应急预案？

答：为应急准备和应急响应的各个方面所预先做出的详细安排，是开展及时、有序的事故应急救援工作的行动指南。

61.事故应急预案分为哪几类？

答：综合应急预案；专项应急预案；现场处臵方案。62.进入有限空间作业，应配备哪些安全防范设备？ 答：配备窒息性气体检测仪器、安全索具、个人呼吸防护用品和通风、照明设备等。

63.在架空电力线路巡线时应注意什么？

答：不论是否带电，均应视为带电，并应沿线路上风侧

2C、叶片顺叶片长度方向切出的剖面 答案：B 2.翼型的最前端与最后端得连线被叫做

A、翼长 B、翼型极限长 C、弦长 答案：C 3.在大雷诺数下，紧靠物体表面流速从零急剧增加到与来流速度相同数量级的薄层称为边界层。则以下叙述不正确的是

A、与物体的长度相比，边界层的厚度很小 B、边界层内沿边界层厚度的速度变化十分剧烈 C、边界层沿流体流动方向逐渐变薄 答案：C 4.两叶片风机的风轮旋转速度要 三叶片风机 A、大于 B、小于 C、等于 答案：A 5.风电场选址包括 A、地形选址和气象选址 B、宏观选址和微观选址 C、区域选择和实地选址 答案：B 6.威布尔分布的参数k和c分别被称作什么？ 答案：形状参数、尺度参数。

4答案：直驱电机因为转速较低，其极对数较高，故体积较大。双馈电机的齿轮箱部分较容易出现磨损及故障。

13.风电机组一般发出的电能电压为 答案：690伏。

14.一般来说，风力机组的启动风速为 答案：3米/秒。

15.一般来说风力机组的叶片顺桨要求在多长时间内完成？

答案：10秒。

16.断路器与隔离开关的区别？

答案：断路器切断电流，隔离开关隔离电压。17.断路器与隔离开关的断开顺序？ 答案：先断开断路器，后断开隔离开关。18.避雷器和避雷针的区别？

答案：避雷器防御雷电过电压，避雷针防直接雷击。19.电场中的电气设备可分为4种状态，他们分别是 答案：冷备用状态、热备用状态、运行状态、检修状态。20.风能可利用地区的10米高度处的年平均风功率密度是多少W/m²？

A、100-150 B、150-200 C、200-250 答案：B 21.一般风电场的年风能可利用时间要大于

6坏。

29.风力机安装完成后，要对其进行调试试验，该实验记录应该

A、扔掉 B、单独保存 C、归入该机组的技术档案 答案：C 30.风力机组的试运行时间最低为

A、240小时 B、24天 C、500小时 答案：A 31.在风速为13米/秒时，此时登塔维护人员可否打开机舱盖？

答案：不可以。32.避雷系统应该 A、每半年检测一次 B、每年检测一次 C、每三年检测一次 答案：B 33.风电机组加热、冷却装臵应该 A、每季度检测一次 B、每半年检测一次 C、每年检测一次 答案：C 34.风机接地电阻应该

8序一致，电压标称值相等，三相电压平衡。

42.机组报“齿轮箱油温高”故障时应做那些检查？ 答：首先确定齿轮油温是否与测量温度接近，确定是否属于误发的故障信息，确定后检查润滑油有无失效和流失，由于润滑不良导致温度高，其次检查润滑油冷却系统是否正常，检查齿轮箱内部是否正常，定桨距机组要注意是否输出功率过高导致齿轮箱过载。

43.试述检查螺栓力矩时，判断需要重新把紧的依据及把紧方法。

答：用适当的力矩扳手以规定的力矩紧固螺栓，若发现：（1）如果螺母不能被旋转或旋转的角度小于20°，说明预紧力仍在限度以内；

（2）如果螺母能被旋转，且旋转角超过20° 那么，就必须把螺母彻底松开，若上有螺纹紧固胶的，应清洁后重新抹胶，并用合适的力矩扳手以规定的力矩重新把紧。每检查完一个，用笔在螺栓头处做一个记号。

44.风力发电机组所使用的发电机与普通发电机在效率上有何区别？

答：普通发电机一般设计在80－100％负荷时效率最高，在80％以下效率降低较多，风力发电机组由于多数时间工作在30－80％负荷区间，所使用的发电机最高效率低于普通发电机，但其效率曲线较平缓，在低负荷区域效率要

021中进行处理，这样就可以得到风的速度和风的方向的数值。

49.风力机过速保护是直接关系机组安全的一个保护信号，常见的硬件过速有哪几种？

答：离心式继电器：由于转速上升，继电器机械触点动作，打开电气或液压回路，使机组紧急停机。

爆破阀或安全阀：转速上升，使叶尖液压油缸内部压力升高，最终使爆破阀或安全阀动作，液压系统泻压，叶尖甩出，保证转速不继续上升。

独立的过速保护系统：独立于控制系统的过速保护系统，对转速进行检测，转速超过限定时中断机组安全系统，强制停机。

50.请说出定桨距叶片的主要检查项目。

答：目视检察叶片表面、根部和边缘有无裂纹以及在装配区域有无损伤，并检查叶片的污染程度；目视检察三个叶片的叶尖与主叶片是否靠接地很紧；叶片内部如果有胶粒要取掉；检查液压油缸是否有泄漏；检查叶轮转动时有无异常声响。

51.为什么风电机组的轮毂多采用球墨铸铁铸造？ 答：球墨铸铁中的石墨呈球状，具有钢和铸铁的许多优点：如高的强度和屈强比，高的疲劳极限，较高的塑性和韧性，良好的耐磨性和减振性，缺口敏感性比钢低，铸造工艺性能良好等。轮毂是一个受力情况复杂，工况要求材料能够

563.在35kV集电线路附近进行起重作业时，安全距离不能小于多少？

答：４米。

64.“两票三制”是指什么？

答：两票是指工作票、操作票； 三制是指交接班制、巡回检查制、设备定期试验与轮换制。

65.发生人身触电事故后，能否不经许可立即切断电源。答：要立即切断电源。

66.操作票应填写设备的双重名称，双重名称是指什么？

答：设备名称和设备编号。

67.事故处理“四不放过”的原则是什么？

答：事故原因分析不清不放过；事故责任者和员工没有受到教育不放过；没有采取切实可行的防范措施不放过；事故责任者没有受到严肃处理不放过。

68.我国安全标志分为四类：禁止、警告、指令、提示四类，分别用哪种安全色进行标识？

答：红、黄、蓝、绿。

69.高压设备上工作必须至少有几人一起工作？ 答：至少应有两人在一起工作。

70.室内和室外高压设备发生接地时，人员与故障点的距离分别是多少？

7答：不对。

78.监护操作时，操作人在操作过程中允许有未经监护人同意的操作行为，这句话对吗？

答：不对。

79.在倒闸操作中，由什么人填写操作票？ 答：操作人。

80.在机舱内应配备何种灭火器？ 答：二氧化碳或干粉灭火器。

81.在机舱内作业至少应同时有几人在场？ 答：2人。

82.在机舱内作业必须备有紧急降落器，请说出紧急降落器包括哪些组件？

答：运送工具用的袋子；待绳子的下降滑轮；带挂钩的系索；使用说明书。

83.《电力生产事故调查规程》规定，电力设备损坏，直接经济损失达到500万元，可构成何种事故？

答：重大设备事故。

84.根据《生产安全事故报告和调查处理条例》规定，将火灾事故分为那四个等级？

答：特别重大火灾、重大火灾、较大火灾、一般火灾四个等级。

85.泡沫灭火器用于扑救油类着火是否正确？

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