國內外都發(fā)生過風電機組倒塌、燒毀等重大事故。事故發(fā)生后，若能對這些事故進行認真分析、總結，找出事發(fā)時的真實原因，并采取有效的預防措施，就能盡量避免類似事故的再次發(fā)生。就機組飛車事故而言，其預防措施應建立在準確分析、抓住重點、講求科學的基礎上，并綜合考慮各種因素使度電成本最低。下面就具體事例進行闡述和分析。

三槳葉同時不能順槳引發(fā)的飛車事故

下面事例都是因三支葉片同時不能順槳而引發(fā)的機組失控、飛車事故。事故機組均使用的是電池為后備電源的直流變槳系統(tǒng)，采用的同一廠家生產的同一型號主控。從多年眾多同類型機組的維修來看，事故機組的主控、變槳、變頻等主要部件的質量較優(yōu)，未發(fā)現輪轂后備電池及其他關鍵部件存在設計或質量問題。

一、某風電場機組的燒毀、倒塌事故

某風電場監(jiān)控人員發(fā)現，事故機組報發(fā)電機超速，在短暫的停機后，機組又再次不明原因迅速啟機。事故機組飛車后，機艙全部燒毀，主控數據無法獲取。從現場人員及現場勘察了解到，事發(fā)時風速約為10m/s，事發(fā)后三支葉片都在零度位置，均未順槳。

因能得到的有用信息較少，事故分析具有一定的困難。然而，在事發(fā)過程中卻留下了諸如“再次迅速啟機”等特殊現象。通過剖析這些現象，并給出合理解釋，或許能找到事故發(fā)生的確切原因。

二、某風電場的機組飛車事故

某風電場，在中控室發(fā)現事故機組通訊中斷，到達現場后，葉片已回到92°限位開關位置。上機艙，如圖1、圖2 所示，主軸剎車片已完全磨損，剎車盤嚴重磨損，兩邊均有較深的磨痕，剎車器保護罩已部分燒熔，且嚴重變形；發(fā)電機側的柔性連接片已經全部脫落，剎車盤與發(fā)電機之間的聯軸器掉落在機艙；主軸剎車器上方的機艙罩殼隔熱層燒灼嚴重；通訊滑環(huán)完全斷裂，并脫落在機艙內；發(fā)電機已從彈性支撐上嚴重移位，彈性支撐的固定螺栓絕大部分已經斷裂，發(fā)電機轉子竄動嚴重。塔基變頻器處給機艙提供交流690V 的繼電器跳閘。

從主控數據可知： 事發(fā)時， 機組的發(fā)電功率為1472kW，風速為15.2m/s 時，45min 43s，機組報“變槳通訊故障”，剎車程序BP180 脫網；45min 46s，三支槳葉同時報“變槳速度慢”，剎車程序BP190，主軸剎車器制動。同時，還報出了“極限陣風”“變頻器超速”；45min 53s 報 “發(fā)電機軟件超速”“齒輪箱軟件超速”；45min 56s 報“轉子軟件超速”；46min 02s，報由硬件控制的“發(fā)電機剎車200超速”、軟件參數控制的“齒輪箱剎車200 超速”、安全鏈斷開；46min 04s，報由軟件參數控制的“轉子剎車200 超速”和“葉片不能回到限位開關”（Mita 狀態(tài)碼1159）故障；46min 16s，報“剎車200 停機執(zhí)行時間過長”； 46min39s，機組報“電網掉電故障”。事發(fā)時，機組高速軸的最高轉速為2971rpm。

由于機組在事發(fā)時沒有燒毀、倒塌，給事故分析留下了不少有價值的信息和證據：在機艙控制柜檢查發(fā)現，旁路限位開關回路被改線，強行提供24V 直流（注：緊急順槳控制線路被修改了），飛車過程中又報出了“葉片不能回到限位開關（1159）”故障，這兩者之間相互應征，證明在事發(fā)前就埋下了安全隱患；事發(fā)時沒有報“變槳自主運行”；因通訊滑環(huán)從基座處完全斷裂，即：輪轂的交流400V 供電、機艙與輪轂的所有通信與控制接線全部斷裂。

三、某風電場的機組倒塌事故

據目擊者稱：“事發(fā)時，事故機組葉輪轉速比相鄰機組快很多，且有異響，維持了大約十幾分鐘，然后，突然從第二節(jié)塔筒中下部折斷倒塌。在機組倒塌過程中，伴隨有火光及冒煙，馬上又滅了”。從鄰近機組了解到，事發(fā)時的風速不大，約為8 m/s － 9m/s。

現場勘察發(fā)現，三支葉片均在零度位置，沒有順槳。主軸剎車上方機艙內壁的保溫層有燒灼痕跡，主控模塊嚴重損壞，內部電池脫落、數據丟失；從變頻器上的數據可知，事發(fā)時機組的最高轉速為2406rpm。

原因分析

首先，在我國的風電發(fā)展初期，不少廠家的生產技術都是從國外引進，在沒有來得及完全轉化和吸收的情況下，就投入了大規(guī)模生產。不少的技術關鍵點仍未掌握，多個事故已經發(fā)生。其次，不少風電企業(yè)是從其他行業(yè)迅速轉向，其管理理念和體制卻未能及時轉變。再者，我國風電企業(yè)的研發(fā)、技術人員實踐經驗不足，現場人員的經驗和技術水平有待提高。因此，事發(fā)之前，機組的安全隱患未能及時發(fā)現和排除；事發(fā)之后，未能找出真實原因造成同類事故的多次發(fā)生。

一、采用電池作備用電源的直流變槳系統(tǒng)的安全性高

直流變槳系統(tǒng)，在緊急（電池）順槳時，無需把備用電源的能量經過輪轂驅動器逆變成交流，只需通過繼電器吸合直接將備用電源切換到直流電機，沒有逆變環(huán)節(jié)，順槳安全性增加。這種緊急順槳方式是交流變槳系統(tǒng)所不具備的。

在該直流變槳系統(tǒng)的輪轂驅動器上，接有直流和交流400V 兩種供電電源。當交流400V 供電正常時，由交流供電。在出現瞬間電網故障，機組進入低電壓穿越需進行正常調槳；或外界斷電，需通過輪轂驅動器上的直流供電進行停機順槳時，均利用輪轂驅動器上的備用直流電源。

當機組因故不能切換到正常的備用直流電源順槳，在緊急順槳時，如輪轂控制器與主控之間的通訊正常，可通過主控再發(fā)指令使葉片回到90°；如主控與輪轂控制器的通訊再次出現故障，機組轉速超過一定數值，觸發(fā)硬件超速模塊動作，超速信號傳給輪轂控制器，由輪轂控制器控制使三支葉片按照規(guī)定的順槳速度回90°。

有的直流變槳系統(tǒng)（第1 節(jié)“三槳葉同時不能順槳引發(fā)的飛車事故”的事例二中機組采用的變槳系統(tǒng)），還有輪轂驅動器的電池順槳。即：機組因故不能切換到正常緊急順槳回路時，當輪轂驅動器上的400V 交流供電的電壓過低或斷開時，在輪轂驅動器內直接把電池與輪轂電機導通，實現輪轂驅動器的電池順槳，葉片回到92°限位開關位置。這也是交流變槳系統(tǒng)所不具備的。

以上分析可知，直流變槳系統(tǒng)出現三支槳葉同時不能順槳的概率極低。