風(fēng)能作為清潔可再生能源的代表之一，在全球能源轉(zhuǎn)型中扮演著越來(lái)越重要的角色。風(fēng)力發(fā)電作為最主要的風(fēng)能利用方式之一，風(fēng)電機(jī)組的性能和穩(wěn)定運(yùn)行直接影響著風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。而在風(fēng)電機(jī)組中，變槳系統(tǒng)是其核心組成部分之一，負(fù)責(zé)調(diào)整葉片角度以捕捉更多的風(fēng)能，是風(fēng)力發(fā)電的重要支撐技術(shù)。

定義

風(fēng)電變槳系統(tǒng)，作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心組成部分，主要負(fù)責(zé)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪葉片的槳距角進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。其目標(biāo)在于確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在額定風(fēng)速以上的功率平衡，以及在極端天氣條件下，通過(guò)氣動(dòng)制動(dòng)來(lái)保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體安全。通過(guò)變槳控制，系統(tǒng)能夠有效地調(diào)節(jié)風(fēng)輪葉片的攻角，以適應(yīng)不同風(fēng)速下的工作需求，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的高效與穩(wěn)定。

變槳系統(tǒng)主要由PLC、驅(qū)動(dòng)器、后備電源、變槳電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、限位開(kāi)關(guān)等部件構(gòu)成，電氣信號(hào)通過(guò)滑環(huán)與主控系統(tǒng)相連。系統(tǒng)采用六箱體結(jié)構(gòu)，每個(gè)葉片對(duì)應(yīng)一套交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和后備電源，分別置于驅(qū)動(dòng)箱和后備電源箱中，驅(qū)動(dòng)箱和后備電源箱共用安裝框架。其余變槳相關(guān)器件如低壓配電、防雷系統(tǒng)、直流控制電源等合理分布于三只驅(qū)動(dòng)箱中。

變槳系統(tǒng)示意圖

變槳控制技術(shù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)調(diào)節(jié)槳葉的節(jié)距角，改變氣流對(duì)槳葉的攻角，進(jìn)而控制風(fēng)輪捕獲的氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩和氣動(dòng)功率。

變槳機(jī)構(gòu)控制葉片相對(duì)于旋轉(zhuǎn)平面的位置角度。小型風(fēng)機(jī)沒(méi)有變槳機(jī)構(gòu)，在高速時(shí)必須依靠失速來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。變槳控制使風(fēng)機(jī)在低風(fēng)速時(shí)即可獲得電能，在風(fēng)速大于額定風(fēng)速時(shí)截獲到固定大小的風(fēng)能?？刂茦嘟堑姆椒ú恢挂环N；各種方法都需要對(duì)葉片角度進(jìn)行控制的機(jī)制?？刂扑惴ǔ掷m(xù)監(jiān)測(cè)風(fēng)速和發(fā)電機(jī)出力，調(diào)節(jié)葉片的槳距角。當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)，葉片槳距角大幅增加以改變攻角、誘導(dǎo)失速。

變槳機(jī)構(gòu)在輪轂的前部，在輪轂和葉片的根部，齒輪將二者連接。外側(cè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪或者帶齒傳動(dòng)帶對(duì)變槳進(jìn)行操控。外側(cè)電動(dòng)機(jī)及變槳系統(tǒng)的其他部分都在輪轂內(nèi)，并隨之傳動(dòng)。

隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的迅速發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組正從恒速恒頻向變速恒頻、從定槳距向變槳距方向發(fā)展。變槳距風(fēng)電機(jī)組以其能最大限度地捕獲風(fēng)能、輸出功率平穩(wěn)、機(jī)組受力小等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的主流機(jī)型。

發(fā)展歷程

——1970年代初期

現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的先驅(qū)們開(kāi)始研發(fā)用于電力生產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，最初的設(shè)計(jì)多采用固定槳葉或簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)機(jī)制，對(duì)風(fēng)力的利用效率相對(duì)較低。

——1980年代

隨著風(fēng)電技術(shù)的成熟，風(fēng)電機(jī)組開(kāi)始采用更為高級(jí)的變槳技術(shù)，如失速型和節(jié)距控制型葉片設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)允許風(fēng)力發(fā)電機(jī)在不同風(fēng)速下更有效地運(yùn)行，提高了能量捕獲效率。

——1990年代

風(fēng)電行業(yè)經(jīng)歷了快速增長(zhǎng)，變槳系統(tǒng)也得到了顯著改進(jìn)，電動(dòng)伺服控制的節(jié)距調(diào)節(jié)系統(tǒng)成為大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，提供了更精確的葉片角度控制，以及更好的負(fù)載管理和功率調(diào)節(jié)能力。

——2000年代初

隨著全球?qū)稍偕茉丛絹?lái)越重視，風(fēng)電裝機(jī)容量迅速擴(kuò)大，變槳系統(tǒng)作為關(guān)鍵的技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域之一，持續(xù)優(yōu)化，包括提高系統(tǒng)的可靠性、耐久性和維護(hù)的便捷性。

——2010年代

風(fēng)電變槳系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)入高度成熟的階段，智能化、自動(dòng)化和遠(yuǎn)程監(jiān)控操作開(kāi)始成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。先進(jìn)的材料、傳感器技術(shù)和控制算法的應(yīng)用進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的性能，同時(shí)還降低了成本。

——至今

風(fēng)電變槳系統(tǒng)繼續(xù)向更高的智能化和優(yōu)化性能方向發(fā)展，例如通過(guò)采用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)預(yù)測(cè)維護(hù)需求，以及通過(guò)集成更多的傳感器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷。

（資料圖：陽(yáng)光風(fēng)能）

原理

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的調(diào)漿控制是根據(jù)風(fēng)速來(lái)確定槳葉的角度的（全葉面調(diào)漿），通過(guò)改變槳葉的角度來(lái)改變功率因數(shù)。通過(guò)改變槳葉的角度，槳葉轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和功率將受到影響。如果通過(guò)槳葉，對(duì)風(fēng)機(jī)的受力過(guò)大，經(jīng)過(guò)調(diào)整后，可以減少過(guò)大的受力。風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和槳葉的扭曲程度可以通過(guò)電信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)，這樣使得每個(gè)槳葉的角度獨(dú)自的調(diào)整。

槳葉調(diào)漿旋轉(zhuǎn)角度在0到90°之間。在槳葉位于做功位置時(shí)槳葉最大的面積幾乎是朝著風(fēng)向的，著風(fēng)面積最大。當(dāng)利用槳葉剎車時(shí)，槳葉的前端是是朝著風(fēng)向的，著風(fēng)面積最小。三個(gè)槳葉當(dāng)中的每一個(gè)都是通過(guò)直流電機(jī)和一個(gè)齒輪箱來(lái)驅(qū)動(dòng)的?？刂破黩?qū)動(dòng)電機(jī)，從而使齒輪箱轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)調(diào)漿軸承，使槳葉的角度改變。

調(diào)槳系統(tǒng)也可以用來(lái)在風(fēng)機(jī)處于緊急情況下實(shí)現(xiàn)煞車作用。在電動(dòng)能源——蓄電池的作用下槳葉可以從工作角度轉(zhuǎn)動(dòng)至剎車角度。

電動(dòng)調(diào)槳系統(tǒng)的動(dòng)作速度快而且準(zhǔn)確。在正常工作情況下如果風(fēng)機(jī)遭遇強(qiáng)陣風(fēng)，調(diào)漿系統(tǒng)可以迅速地調(diào)整槳葉工作角度，使風(fēng)機(jī)工作在額定值范圍內(nèi)。

優(yōu)點(diǎn)及功能

優(yōu)點(diǎn)

變槳距控制，隨著風(fēng)速的變化調(diào)節(jié)槳葉節(jié)距角，穩(wěn)定發(fā)電機(jī)的輸出功率。 在并網(wǎng)過(guò)程中，變槳距控制還可實(shí)現(xiàn)快速無(wú)沖擊并網(wǎng)，而緊急關(guān)機(jī)時(shí),變槳距機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)槳葉節(jié)距角為90°，使槳葉逆槳，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速降低，減小對(duì)風(fēng)力機(jī)負(fù)載沖擊，提高系統(tǒng)壽命。

變槳距控制系統(tǒng)與變速恒頻技術(shù)相配合，最終提高了整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率和電能質(zhì)量。變槳距控制研究對(duì)變速恒頻風(fēng)力機(jī)組的研制有著重要的意義。

功能

在不同風(fēng)速條件下，變槳系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整每個(gè)葉片的角度，以實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）功率控制：當(dāng)風(fēng)速增加時(shí)，減小葉片迎風(fēng)角度，限制風(fēng)電機(jī)組輸出功率在額定范圍內(nèi)，防止因過(guò)大的機(jī)械應(yīng)力和電能輸出對(duì)發(fā)電機(jī)及電網(wǎng)造成沖擊；相反，在風(fēng)速較低時(shí)，增大葉片迎風(fēng)角度，優(yōu)化捕獲風(fēng)能效率，提高發(fā)電量。

（2）轉(zhuǎn)速控制：通過(guò)改變?nèi)~片的有效受風(fēng)面積，間接控制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，使得風(fēng)電機(jī)組能在各種風(fēng)況下穩(wěn)定運(yùn)行，并維持恒定的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（變速恒頻技術(shù)）。

（3）安全停機(jī)與制動(dòng)：在緊急停機(jī)或者故障情況下，迅速將葉片調(diào)整到順槳位置（即葉片與風(fēng)向平行），利用空氣動(dòng)力學(xué)原理實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，使風(fēng)電機(jī)組安全停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

（4）防止過(guò)載保護(hù)：在極端風(fēng)況下，變槳系統(tǒng)可以快速響應(yīng)，調(diào)整葉片角度避免風(fēng)電機(jī)組受到過(guò)大載荷，從而保護(hù)設(shè)備免受損害。

（資料圖：盤古智能 液壓變槳液壓站）

作用

風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)是用于調(diào)整風(fēng)機(jī)葉片角度的關(guān)鍵設(shè)備。其主要作用如下：

風(fēng)向調(diào)節(jié)：變槳系統(tǒng)能夠使風(fēng)機(jī)葉片根據(jù)風(fēng)向的變化自動(dòng)調(diào)整角度，始終朝向風(fēng)的方向，最大程度地捕捉風(fēng)能，提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率。

風(fēng)速調(diào)節(jié)：隨著風(fēng)速的變化，變槳系統(tǒng)可以調(diào)整葉片角度，使風(fēng)機(jī)葉片在不同風(fēng)速下運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)，保持風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定輸出。

轉(zhuǎn)矩控制：通過(guò)調(diào)整葉片角度，變槳系統(tǒng)可以控制葉片對(duì)風(fēng)的阻力，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制，保證風(fēng)機(jī)在不同風(fēng)速下安全運(yùn)行。

機(jī)構(gòu)分類

變槳距控制方式一般可以分為兩種，一種是電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，另一種是液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 

電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電機(jī)變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用電動(dòng)機(jī)對(duì)槳葉進(jìn)行單獨(dú)控制，由于其機(jī)構(gòu)緊湊，可靠，沒(méi)有象液壓變槳距機(jī)構(gòu)那樣傳動(dòng)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，存在非線性，泄漏、卡澀時(shí)有發(fā)生，所以也得到許多生產(chǎn)廠家的青睞。但其動(dòng)態(tài)特性相對(duì)較差,有較大的慣性，特別是對(duì)于大功率風(fēng)力機(jī)。而且電機(jī)本身如果連續(xù)頻繁地調(diào)節(jié)槳葉，將產(chǎn)生過(guò)量的熱負(fù)荷使電機(jī)損壞。

液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)

液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)液壓系統(tǒng)推動(dòng)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)，改變槳葉節(jié)距角。該機(jī)構(gòu)以其響應(yīng)頻率快、扭矩大、便于集中布置和集成化等優(yōu)點(diǎn)在目前的變槳距機(jī)構(gòu)中占有主要的地位，特別適合于大型風(fēng)力機(jī)的場(chǎng)合。國(guó)外著名的風(fēng)力機(jī)廠丹麥的Vestas、德國(guó)的Dewind、Repower等等都采用液壓變槳距方式，目前美國(guó)研制最大的容量的風(fēng)力機(jī)也采用液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

（資料圖：陽(yáng)光風(fēng)能）

分類

風(fēng)電變槳系統(tǒng)通常包括電動(dòng)變槳和液壓變槳兩種主要類型。

液壓變槳距系統(tǒng)

液壓變槳距系統(tǒng)采用液壓缸作為原動(dòng)機(jī)，通過(guò)一套曲柄滑動(dòng)結(jié)構(gòu)同步驅(qū)動(dòng)三個(gè)槳葉變槳距。變槳距機(jī)構(gòu)主要由推動(dòng)桿、支撐桿、導(dǎo)套、防轉(zhuǎn)裝置、同步盤、短轉(zhuǎn)軸、連桿、長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸、偏心盤、槳葉、法蘭等部件組成。變槳控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速算出槳葉的槳距角調(diào)節(jié)信號(hào)，液壓系統(tǒng)根據(jù)指令驅(qū)動(dòng)液壓缸，液壓缸帶動(dòng)推動(dòng)桿、同步盤運(yùn)動(dòng)，同步盤通過(guò)短轉(zhuǎn)軸、連桿、長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸推動(dòng)偏心盤轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心盤帶動(dòng)槳葉進(jìn)行變槳距。

液壓變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)的槳葉通過(guò)機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)與液壓缸相連接，槳距角同液壓缸位移成正比。當(dāng)槳距角減小時(shí)，液壓缸活塞桿向右移動(dòng)，有桿腔進(jìn)油；當(dāng)槳距角增大時(shí)，活塞桿向左移動(dòng)，無(wú)桿腔進(jìn)油。液壓系統(tǒng)的槳距控制是通過(guò)電液比例閥實(shí)現(xiàn)的，電液比例閥的控制電壓與液壓缸的位移變化量成正比，利用油缸設(shè)置的位移傳感器，利用PID調(diào)節(jié)進(jìn)行液壓缸位置閉環(huán)控制。為提高順槳速度，變槳距執(zhí)行系統(tǒng)不僅引入差動(dòng)回路，還利用蓄能器為系統(tǒng)保壓。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障斷電緊急關(guān)機(jī)時(shí)，立即斷開(kāi)電源，液壓泵緊急關(guān)閉，由蓄能器提供油壓使槳葉順槳。

電動(dòng)變槳距系統(tǒng)

電動(dòng)變槳距系統(tǒng)由變槳控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器和備用電源系統(tǒng)組成。其能夠?qū)崿F(xiàn)3個(gè)槳葉獨(dú)立變槳距，給風(fēng)力發(fā)電機(jī)組提供功率輸出和足夠的剎車制動(dòng)能力，從而避免過(guò)載對(duì)風(fēng)機(jī)的破壞。

電動(dòng)變槳距系統(tǒng)的每個(gè)槳葉配有獨(dú)立的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，伺服電機(jī)連接減速箱，通過(guò)主動(dòng)齒輪與槳葉輪齒內(nèi)齒圈相連，帶動(dòng)槳葉進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)槳距角的直接控制。

如果電動(dòng)變槳距系統(tǒng)出現(xiàn)故障，控制電源斷電，伺服電機(jī)由備用電源系統(tǒng)供電，15s內(nèi)將槳葉緊急調(diào)節(jié)為順槳位置。在備用電源電量耗盡時(shí)，繼電器節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)，原來(lái)由電磁力吸合的制動(dòng)齒輪彈出，制動(dòng)槳葉，保持槳葉處于順槳位置。在輪轂內(nèi)齒圈邊上還裝有一個(gè)接近開(kāi)關(guān)，起限位作用。在風(fēng)力機(jī)正常工作時(shí)，繼電器上電，電磁鐵吸合制動(dòng)齒輪，不起制動(dòng)作用，使槳葉能夠正常轉(zhuǎn)動(dòng)。

（資料圖：匯川技術(shù)官網(wǎng)）

變槳系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的意義

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，變槳系統(tǒng)是非常重要的一部分，其作用主要有以下幾個(gè)方面：

1. 提高發(fā)電效率

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率與葉片的調(diào)整角度有直接關(guān)系，如果葉片的角度調(diào)節(jié)不夠合理，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組就難以達(dá)到最佳的發(fā)電效率。通過(guò)變槳系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，能夠讓葉片始終處于最佳的角度，從而提高風(fēng)力發(fā)電的效率。

2. 保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

當(dāng)風(fēng)速超過(guò)額定值時(shí)，葉片的旋轉(zhuǎn)速度就會(huì)超過(guò)額定值，可能損壞機(jī)器。而通過(guò)變槳系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以保證旋轉(zhuǎn)速度不會(huì)超過(guò)額定值，從而保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。

3. 降低運(yùn)營(yíng)成本

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)營(yíng)成本與設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用有關(guān)，如果機(jī)器受損需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)，那么就會(huì)增加運(yùn)營(yíng)成本。而通過(guò)變槳系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以降低機(jī)器的損壞率，減少維護(hù)費(fèi)用。

4. 增強(qiáng)機(jī)器的適應(yīng)性

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在自然環(huán)境下受到很多干擾，如天氣、風(fēng)速等因素都會(huì)影響機(jī)器的運(yùn)行效率。而通過(guò)變槳系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以讓葉片在不同的環(huán)境中始終處于最佳工作狀態(tài)，提高機(jī)器的適應(yīng)性。

變槳系統(tǒng)典型故障與維修

一、液壓變槳系統(tǒng)典型故障與維修

１、典型故障分析

液壓站減壓故障與檢修：液壓變槳系統(tǒng)是間歇工作系統(tǒng)，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，槳葉角度根據(jù)風(fēng)電機(jī)組控制策略需要不斷進(jìn)行調(diào)整。以滿足控制風(fēng)電機(jī)組功率的需求。這需要液壓站頻繁進(jìn)行建壓操作。液壓泵和液壓馬達(dá)啟停次數(shù)較多，會(huì)造成相應(yīng)的控制電氣元件故障多發(fā)。

液壓控制閥塊故障與檢修：在由各種液壓元件組成的液壓控制回路系統(tǒng)中，比例閥是其中最重要的組件，液壓變槳中控制系統(tǒng)的槳距控制是主要通過(guò)比例閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的。風(fēng)電機(jī)組長(zhǎng)周期運(yùn)行后，比例閥故障概率增高比例閥故障后，風(fēng)電機(jī)組無(wú)法正常變槳。此故障需檢修人員進(jìn)行比例閥檢修或更換，特別是要分析損壞原因如果比例閥閥芯損壞由液壓油污染引起，則需要先進(jìn)行液壓油處理。

液壓油泄露與檢修：液壓油外泄漏主要是由于液壓缸，閥塊密封失效，接頭處緊固松動(dòng)或液壓油管老化造成。大量油液泄漏不但會(huì)引起風(fēng)電機(jī)組報(bào)“液壓油位低”停機(jī)，還可能造成風(fēng)電機(jī)組內(nèi)外部污染，對(duì)環(huán)境造成影響。此類故障需檢修人員檢查泄漏部位，進(jìn)行更換密封圈，緊固接觸部位等處理后再進(jìn)行補(bǔ)油。

２、液壓變槳系統(tǒng)維護(hù)

根據(jù)液壓變槳系統(tǒng)特點(diǎn)及運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，在正常進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組定期維護(hù)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，應(yīng)有針對(duì)性地開(kāi)展液壓變槳系統(tǒng)易損部件檢查、增加油液品質(zhì)化驗(yàn)頻次、定期更換老化密封件等維護(hù)項(xiàng)目。

將變將系統(tǒng)易損件檢查列入風(fēng)電機(jī)組定檢：對(duì)于在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的易損電氣件，如液壓 馬達(dá)接觸器和液壓閥等，如不在原定檢查測(cè)試范圍內(nèi)，應(yīng)修改定檢項(xiàng)目，將其列入檢查范圍，如在定檢中發(fā)現(xiàn)易損件品質(zhì)下降嚴(yán)重，可提前進(jìn)行更換，避免定檢后短期內(nèi)出現(xiàn)故障。

控制液壓油污染：適當(dāng)降低油品試驗(yàn)周期長(zhǎng)周期運(yùn)行后，風(fēng)電機(jī)組液壓油潔凈度會(huì)出現(xiàn)不同程度的下降，液壓油污染會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作，降低系統(tǒng)中液壓部件的使用壽命。除按期進(jìn)行液壓系統(tǒng)空氣濾和油濾的更換外，還要定期清理油箱 管道及元件內(nèi)部的污物，及時(shí)更換磨損嚴(yán)重閥塊。運(yùn)行三年及以上的風(fēng)電機(jī)組，必要進(jìn)將液壓油試驗(yàn)周期由一年調(diào)整為半年，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)油品劣化趨勢(shì)進(jìn)行處理。

二、電動(dòng)變槳系統(tǒng)典型故障分析與維修

１、典型故障分析

變槳電氣回路系統(tǒng)故障與檢修：變槳電氣回路系統(tǒng)常見(jiàn)故障為變頻器損壞、電機(jī)發(fā)熱、功率不足、接線松動(dòng)、卡槳等。需要檢修人員根據(jù)故障報(bào)警內(nèi)容進(jìn)行故障點(diǎn)判斷和處理。如出現(xiàn)卡槳且無(wú)明顯故障點(diǎn)則可手動(dòng)進(jìn)行多次變槳。直到恢復(fù)正常為止，多次出現(xiàn)上述現(xiàn)象則應(yīng)考慮加大變槳電機(jī)功率或加強(qiáng)變槳軸承潤(rùn)滑。

變槳電滑環(huán)故障與檢修：作為機(jī)艙和輪轂電氣連接的部件，變槳電滑環(huán)地位非常重要。變 槳系統(tǒng)通訊故障或變槳系統(tǒng)供電故障將觸發(fā)風(fēng)電機(jī)組安全鏈動(dòng)作。緊急停機(jī)、變槳滑環(huán)故障多 由于接線松動(dòng)或滑環(huán)內(nèi)部接觸不良引起。檢修時(shí)需進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。必要時(shí)對(duì)滑環(huán)進(jìn)行重新清洗，滑道磨損嚴(yán)重時(shí)應(yīng)進(jìn)行更換。

后備電池故障與檢修：風(fēng)電機(jī)組用后備電池主要有免維護(hù)鉛酸蓄電池和超級(jí)電容兩種，其 中超級(jí)電池具有較長(zhǎng)的使用壽命，但造價(jià)相對(duì)較高由于輪轂內(nèi)運(yùn)行環(huán)境惡劣，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，使用蓄電池作為后備電源的風(fēng)電機(jī)組經(jīng)常出現(xiàn)蓄電池故障告警風(fēng)電機(jī)組停機(jī)。檢修人員可通過(guò)程序或人工對(duì)蓄電池進(jìn)行檢測(cè)，確定電池故障是由于接線松動(dòng)還是本身品質(zhì)下降，相應(yīng)地進(jìn)行處理。  

2、電動(dòng)變槳系統(tǒng)維護(hù)

由于風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行中輪轂處不斷旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，離心力和在重力方向的不斷改變使電動(dòng)變槳系 統(tǒng)各部件均承受了脈動(dòng)的載荷，加之溫度變化，運(yùn)行工況相對(duì)較差。加強(qiáng)變槳系統(tǒng)部件檢查和 定期維護(hù)，可以有效減少變槳系統(tǒng)的故障發(fā)生率。

加強(qiáng)變槳傳動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑：除按半年周期進(jìn)行系統(tǒng)變槳軸承、變槳電機(jī)、減速機(jī)的潤(rùn)滑外，如風(fēng)電機(jī)組發(fā)生卡槳，電機(jī)發(fā)熱等缺陷確認(rèn)為變槳轉(zhuǎn)動(dòng)荷載增加原因時(shí)，應(yīng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)重新進(jìn)行一次潤(rùn)滑維護(hù)。

電滑環(huán)系統(tǒng)維護(hù)應(yīng)嚴(yán)格按廠家推薦方法進(jìn)行：在實(shí)際工作中，由于滑環(huán)系統(tǒng)拆卸和維護(hù)相 對(duì)復(fù)雜，部分檢修人員在進(jìn)行滑環(huán)定檢工作時(shí)，存在潤(rùn)滑過(guò)度或裝配環(huán)節(jié)不能保證滑環(huán)內(nèi)的清 潔度問(wèn)題給后期運(yùn)行留下隱患。

定期進(jìn)行后備電池檢測(cè)：除風(fēng)電機(jī)組主控程序?qū)︼L(fēng)電機(jī)組后備電池進(jìn)行檢測(cè)外，建議在定檢時(shí)用手持式檢測(cè)儀對(duì)電池進(jìn)行全檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)阻增加，容量下降的電池，進(jìn)行處理或更換，有條件的企業(yè)可以安裝電池在線檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)全天候狀態(tài)檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)全部電池均存在劣化情況時(shí)，應(yīng)全部進(jìn)行更換部分廠家推薦每三年進(jìn)行一次更換。

行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)

風(fēng)電變槳系統(tǒng)行業(yè)作為風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈中的核心技術(shù)領(lǐng)域，其發(fā)展前景在諸多有利因素的驅(qū)動(dòng)下呈現(xiàn)出積極向上的態(tài)勢(shì)。全球范圍內(nèi)對(duì)可再生能源的重視度持續(xù)提升，各國(guó)政府紛紛制定嚴(yán)格的碳排放目標(biāo)和清潔能源發(fā)展戰(zhàn)略。在此背景下，風(fēng)電作為一種成熟且經(jīng)濟(jì)高效的可再生能源形式，裝機(jī)規(guī)模預(yù)計(jì)將持續(xù)擴(kuò)大。而變槳系統(tǒng)作為優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行效率、確保安全穩(wěn)定的關(guān)鍵部件，市場(chǎng)需求將隨風(fēng)電產(chǎn)業(yè)整體擴(kuò)張而增長(zhǎng)。

技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新是推動(dòng)風(fēng)電變槳系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的重要引擎。隨著大容量、智能化海上風(fēng)電項(xiàng)目的發(fā)展，對(duì)變槳系統(tǒng)的性能要求日益提高，包括輕量化設(shè)計(jì)、高效能控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷等功能的研發(fā)將成為未來(lái)趨勢(shì)。此外，新材料的應(yīng)用、先進(jìn)制造工藝的推廣以及數(shù)字孿生、人工智能等先進(jìn)技術(shù)的融入，都將助力變槳系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的技術(shù)指標(biāo)和更低的運(yùn)維成本。考慮到風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代對(duì)降低成本的緊迫需求，以及能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型帶來(lái)的長(zhǎng)期市場(chǎng)潛力，風(fēng)電變槳系統(tǒng)行業(yè)有望通過(guò)規(guī)?；a(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)以及服務(wù)體系完善等途徑不斷提升競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，海外市場(chǎng)拓展也為我國(guó)風(fēng)電變槳系統(tǒng)制造商提供了廣闊的增長(zhǎng)空間?？偟膩?lái)看，未來(lái)風(fēng)電變槳系統(tǒng)行業(yè)在面臨挑戰(zhàn)的同時(shí)，也伴隨著巨大的發(fā)展機(jī)遇，有望在全球綠色低碳轉(zhuǎn)型的大潮中扮演更加重要的角色，并逐步成長(zhǎng)為更具活力和競(jìng)爭(zhēng)力的高科技產(chǎn)業(yè)板塊。

代表企業(yè)

陽(yáng)光風(fēng)能

陽(yáng)光電源股份有限公司是一家專注于太陽(yáng)能、風(fēng)能、儲(chǔ)能、氫能、電動(dòng)汽車等新能源電源設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)的國(guó)家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)。主要產(chǎn)品有光伏逆變器、風(fēng)電變流器、儲(chǔ)能系統(tǒng)、水面光伏系統(tǒng)、新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、充電設(shè)備、可再生能源制氫系統(tǒng)、智慧能源運(yùn)維服務(wù)等，并致力于提供全球一流的清潔能源全生命周期解決方案。

2022年，陽(yáng)光風(fēng)能重磅推出全新業(yè)務(wù)板塊——風(fēng)電變槳產(chǎn)品，設(shè)計(jì)出SPD100-45/55、SPD101-45/55、SPD102-65這三款變槳驅(qū)動(dòng)器，兼具安全可靠、靈活智能和高度集成的優(yōu)點(diǎn)，全方位提升了整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率和電能質(zhì)量，為全球海上、陸地風(fēng)力發(fā)電創(chuàng)造了更多精彩和可能。

（資料圖：陽(yáng)光風(fēng)能風(fēng)電變槳產(chǎn)品）

上海電氣電力電子公司

上海電氣電力電子有限公司屬于上海電氣輸配電集團(tuán)控股企業(yè)，成立于2007年4月，致力于與新能源有關(guān)的電氣控制系統(tǒng)和電力電子技術(shù)相關(guān)的電業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，擁有新技術(shù)產(chǎn)品和強(qiáng)大的研發(fā)能力，采取引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和自主研發(fā)相結(jié)合的方式，完全符合和滿足我國(guó)當(dāng)前在風(fēng)電、電力電子等領(lǐng)域國(guó)家科技發(fā)展支撐計(jì)劃的要求。

（資料圖：上海電氣電力電子有限公司變槳系統(tǒng)）

匯川技術(shù)

深圳市匯川技術(shù)股份有限公司（簡(jiǎn)稱“匯川技術(shù)”）創(chuàng)立于2003年，聚焦工業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化，專注于工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，定位服務(wù)于高端設(shè)備制造商，持續(xù)致力于以領(lǐng)先技術(shù)推進(jìn)工業(yè)文明，快速為客戶提供更智能、更精準(zhǔn)、更前沿的綜合產(chǎn)品及解決方案，是國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的佼佼者和上市企業(yè)。匯川變槳驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置豐富接口和功能，滿足不同客戶應(yīng)用需求。采用全金屬殼體，有良好的抗振動(dòng)、抗沖擊及EMC性能。易用的HMI 軟件，可輕松實(shí)現(xiàn)在線仿真和監(jiān)控；人體工程學(xué)提手、支持SD卡下載操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序、故障錄波（黑匣子）、后備電源中間電壓檢測(cè)、后備電源在線健康狀態(tài)檢測(cè)等功能，便于安裝、接線、調(diào)試和運(yùn)維。匯川技術(shù)變槳驅(qū)動(dòng)器適應(yīng)于新裝機(jī)和改造后市場(chǎng)，首批樣機(jī)已經(jīng)在風(fēng)場(chǎng)連續(xù)安全無(wú)故障運(yùn)行超過(guò)5年。

（資料圖：匯川技術(shù)集成單驅(qū)動(dòng)變槳系統(tǒng)解決方案）

盤古智能

青島盤古智能制造股份有限公司創(chuàng)建于2012年，是一家專業(yè)從事集中潤(rùn)滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及核心部件的研發(fā)、制造與銷售為一體的股份制企業(yè)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、工程機(jī)械、軌道交通、礦山設(shè)備、隧道掘進(jìn)設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、港口機(jī)械等領(lǐng)域。

風(fēng)電液壓變槳產(chǎn)品包括：液壓變槳液壓站、活塞式蓄能器、葉片鎖油缸、輪轂鎖油缸、變槳閥組、液壓油缸。

（資料圖：變槳閥組）

納泉能源科技

中國(guó)納泉能源科技控股有限公司專注于新能源電力產(chǎn)業(yè)的綜合服務(wù)，于2020年10月20日在香港聯(lián)交所主板上市。集團(tuán)圍繞儲(chǔ)能及風(fēng)電變槳控制系統(tǒng)兩大核心產(chǎn)業(yè)，已在中國(guó)的華北、華東及華南等地區(qū)建立了成熟的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，輻射全球新能源業(yè)務(wù)。

其子公司弘遠(yuǎn)新能源是中國(guó)的風(fēng)電及變槳控制系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商。主要從事風(fēng)機(jī)高壓變槳控制系統(tǒng)的研發(fā)、整合、制造及銷售。我們亦提供變槳控制系統(tǒng)主要組件定制整合服務(wù)。

變槳系統(tǒng)產(chǎn)品特點(diǎn)：

★ 高壓集成、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕

★ 測(cè)試認(rèn)證完備，電網(wǎng)適應(yīng)性強(qiáng)

★ 系統(tǒng)響應(yīng)速度快、穩(wěn)態(tài)精度高

★ 故障報(bào)警和記錄功能完善，易于調(diào)試維護(hù)

（資料圖：納泉弘遠(yuǎn)）

來(lái)源綜合自：百度百科、百度文庫(kù)、風(fēng)電電氣設(shè)計(jì)、智研瞻產(chǎn)業(yè)研究院、 電氣小課堂