风电机组状态检测技术

风电机组状态检测技术

黎思宇

中国大唐集团新能源股份有限公司辽宁分公司 辽宁省朝阳市 122000

摘要：风电机组在运行过程中，其主要的特征是容量相对较小，容量小也导致风电机组在进行检测的过程中具有一定的独特性，目前风电场主要分布在我国人烟相对较少的地区，由于风电场中的通讯及交通不便捷，所以在进行风电场运营管理的过程中，为维护维修工作带来了很大的困难，而且风电机组所包含的设备众多，因此其检测的任务量也相对较大，在质保期内对风电机组的预防性状态进行检测，以及在质保期外，对运行的设备进行状态检测时无法达成兼顾，进而导致很多基础设备在状态检测的过程中容易受到冰雪或者雷雨天气的影响，使整个检测的时间增长，同时因为风电机组的检测工作量相对较大，所以我国的专业检测平台还没有形成专门针对风电机组进行数据管理的系统，进而导致整个风电机组的运行得不到更好的保障。

关键词：风电机组；状态检测技术；发电性能

一、风电机组状态检测技术研究现状分析

1.1振动状态检测流程

在针对风电机组进行状态检测技术应用的过程中，首先要对其振动状态进行相应的检测，目前的风电机组在运行的过程中因为载荷而在不断地变化，所以导致齿轮箱的振动能量可能会随着不断变化的载荷力而有所改变，尤其是当风电机组出现转速变化的过程中，齿轮箱中各个不同部件的转动频率以及轴承故障特征的频率也会出现相应的变化，因此必须要明确风电机组中的传动系统的具体结构特征以及在转速变化过程中的工作模式，从而保证能够对齿轮箱内部所有的零部件以及后端的轴承等进行相关数据的收集。在针对振动状态进行检测的过程中，主要使用的频谱分析技术，小波分析技术等信号分析方式，通过寻找振动信号中所包含的对故障特征频率进行表征的数据，能够明确机组的运行状况。通过相关行业评定标准以及故障收集的特征频率，能够判定出风电机组在运行过程中，其传动链上是否出现了问题，通过这种方法也能够准确的识别传动链上的轴承故障及齿轮故障。通过实践证明，这种方法在实际应用过程中其效果相对较好。

1.2油液状态检测流程

目前我国常用的风电机组中的齿轮箱及齿轮的啮合应力相对较高，并且齿面之间可能会形成相应的油膜，但是因为油膜条件差，可能会导致齿面之间出现滑动或者滚动，因此必须要保证，风力发电组中齿轮箱中所使用的润滑油具有较好的耐磨性能，同时还要具有一定的热氧化稳定性，进而保障整个风力发电组具有较长的使用寿命，同时还要不断降低其摩擦的系数，防止因为接触应力过高而影响设备的使用寿命。

目前风力发电所包含的润滑部位主要有齿轮箱，轴承轴，偏航齿轮，液压刹车系统以及发电机轴承等。目前所使用的油液检测技术主要有在线检测以及离线检测等两种不同的方式离线检测，主要是负责检测的工作人员通过采集风电机组上的润滑油以及润滑脂，然后利用光谱分析仪在实验室中进行相应的检测，而在线检测技术主要是通过对齿轮箱中底部的润滑油进行过滤，然后安装相应的金属颗粒检测设备，通过在线技术进行设备的检测，由于在线油液检测技术需要添加相应的检测设备，因此导致所需要的经费过高，而由于检测的指标相对较少，目前在线检测技术的应用频率相对较低。

在检测的过程中，主要使用的分析方法有以下几种，首先是理化分析法，理化分析法的主要分析内容为黏度、闪电、水分以及黏度指数等，其评判的主要是是否油品存在误用问题或者油品出现变质及污染现象等。同时还使用了铁谱分析方法，铁谱分析方法主要是针对已经被磨损的金属颗粒的尺寸形状以及数量等进行相应的检测和评判，其评判的主要目的是探究风力发电组相关设备的磨损，具体部位以及磨损的程度。然后是使用了光谱分析技术，光谱分析技术的主要分析内容是对磨损的金属的污染元素浓度进行相应的分析和检测，其主要的目的是保证能够对设备的磨损故障程度以及污染来源等进行分析。

1.3载荷状态检测流程

当前在风力发电机组的运行过程中，由于其工作状况相对较为复杂，所以针对风力发电所设计了相应的疲劳载荷偏差及极限偏差分析数据，通过对风力发电组在实际运行过程中的在和进行检测可以检测机组在实际运行过程中和外界环境进行耦合的运行载荷数据，同时风力发电组在实际运行的过程中，经常会出现机组叶片掉落或者连接螺栓断裂等问题，由于出现这种问题的主要原因是振动过大，所以必须要明确，目前载荷力的极限承载能力，进而保障对风力发电组中易损部件进行相应的综合检测。

目前为了保证能够对风力发电组中的载荷情况进行检测，主要设计了风力发电组的在和检测系统再次检测系统中，所包含的测试流程是，振动弯矩检测流程，偏航俯仰力矩，检测流程主轴，扭曲检测流程，以及叶轮的根部检测流程，通过对相应扭矩及力矩进行检测，可以明确在合理的变化情况，同时在针对电气量进行检测的过程中主要分析了风电发电组中的有功功率及无功功率，在针对气象量进行检测的过程中主要分析了发电机组中的轮轴中心的风向风速以及气压和温度等，同时还对其叶轮的转速以及桨距角等进行了相应的检测。

1.4模态状态检测流程

在针对风力发电机组模态进行检测的过程中，主要的检测内容为塔架的模态检测齿轮箱的模态检测以及整机的模态检测，在风电机组运行的过程中，其模态检测分析的主要作用是能够明确风电机组中各个结构，是否出现了损伤问题，同时通过相应的测量分析，对模特的参数以及正常值的变化情况能进行实时记录，目前风电机组的塔架在模态检测的过程中，主要需要低频速度传感器作为相应的数据采集设备，然后在打塔架的三层平台上，还放置了不同类型的传感器，对机组塔架的固有频率阻尼情况以及振动形式等进行数据收集与相应的设计数值相比，在测试的过程中，因为测试结果均处于正常的范围内，所以说明发电机组的塔架没有发生共振现象。

二、风电机组状态检测发展趋势分析

目前针对风电机组的状态检测技术应用必须要明确其具体的发展趋势，当前我国传感器及数据采集通信技术的发展速度越来越快，所以必须要保证能够在状态检测的过程中使用新型的技术，同时要使用多状态检测技术的融合，保证能够通过在线振动检测和离线振动检测等相关技术的融合，提高振动检测质量，同时在针对故障进行探究的过程中，还要提高数据的收集效率及收集的准确性，进而明确风力发电机组齿轮箱的故障退化情况以及其他组合结构的损坏情况。并且要通过建立起综合性的健康检测评估系统，提高风电机组的检测效率，保障能够融合不同的分析方法及检测手段，使风电机组的状态检测技术得到更好的发展。

三、结束语

综上所述，现阶段在针对风电机组进行状态检测的过程中，其研究现状不容乐观，所以必须要针对不同检测状态进行相应的分析，并且根据现阶段研究的现状明确其发展趋势，进而保障我国风电机组状态检测技术的应用水平得到有效的提升。同时相关负责人员还要提升技术水平和技术的融合性，为我国风电机组的检测奠定基础。

参考文献：

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