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摘要：风力发电技术是集成多个专业科学技术的综合技术类型，在风力发电技术应用过程中，为了提升使用的稳定性与可靠性，需要充分做好无损检测以及健康监控等工作，降低发电维护成本并提升经济效益。本文立足于研究现状，首先介绍了叶片失效与检测分析技术，然后分别对齿轮箱、发电机、发电设备检验检测技术进行了探讨，最后对风力发电技术的整体使用评价结果进行分析，希望可以有效提升风力发电技术的应用水平，为行业的可持续健康发展创造良好的条件。
关键词：风力发电设备；无损检测；技术改进
引言
作为可再生清洁能源的重要构成要素，风力发电技术一经使用就在国内得到了快速的普及与认可。根据统计结果显示，我国的未来5年内发电装机容量增长速将超过100%。截止到2016年，我国累计装机容量超过3000万千瓦。目前，中国成为全球风电设备的最大消费国，这也标志着我国从风电大国向着风电强国的方向迈进。我国风力发电技术相比先进国家依然存在不小的差距，无论是从基础研究还是设备生产质量控制水平方面都存在不小的差距。另外，国内的地形整体比较复杂，许多风力发电厂在建设时都在偏僻的区域，一旦出现故障将存在故障维修成本高等问题，严重影响了经济整体效益。
一、叶片失效原因分析与检测技术
导致风轮叶片失效的原因是多方面的，其中，湿度、疲劳以及雷击等因素是导致叶片失效的主要原因。在使用过程中，叶片会承受各种外部载荷的影响，进而出现风电叶片结构损伤以及稳定性破坏。在发电过程中，不同的涡轮机存在相互的叶片干扰，这种干扰会导致负荷过大，如果不及时进行改善，会导致故障不断出现，甚至出现设备报废情况。另外，大多数的叶片设计年限为10~30年，实际的服役过程中却仅可以达到一般左右的年限，差距较大。根据相关研究分析结果来看，风轮叶片失效问题可以通过在风力涡轮叶片当中添加传感器的方式来进行性能检测。通过脉冲涡流激励分析，能够实现常规测试模式无法实现的测试效果，针对风力发电设备来进行系统构建，进一步提升振动模态的分析效率。利用红外热成像技术来进行叶片内部的分析也可以有效提升测量的精准度。通过联合测量的方式可以有效提升检测的梯度控制水平，并作为缺陷特征检测手段来进行深入的检测。利用传感器的阵列来进行检验则可以缩小缺陷的检测范围，更容易得到系统的健康估计科学结果。
二、齿轮箱无损检测与寿命评价
一般情况下，风力涡轮齿轮箱采用高强度的铝合金材料制作而成，齿轮箱承受循环载荷的影响，从而受到循环载荷的疲劳影响而满足磨损的控制要求。整个运行过程中，风力涡轮齿轮箱主要受到循环载荷的影响，特别是腐蚀性的环境条件下会导致腐蚀应力不断增加，最终会导致设备开裂甚至传统系统失效。根据相关研究结果证实，风力涡轮齿轮箱的运行过程中，交变应力是导致风力涡轮齿轮箱损坏的主要原因，由于交变应力影响而产生的齿面疲劳损伤与服役过程中的疲劳故障占比达到60%以上。疲劳问题一旦出现，不但会导致系统稳定性大幅度下降，同时也会由于性能不稳定带来安全方面的风险与问题。在设备应用过程中，大多数的传动系统故障都是由于齿轮损伤没有得到重视，逐渐发展而来的。通过早期检测技术来发现内部的齿轮损伤，及时对损伤进行修复或者更换，可以有效避免传动系统失效的问题，提升生产效率与安全性。一般来说，齿轮系统的整体构造十分复杂，内部工作情况复杂会频繁出现应力失效的问题。从根本上进行分析，微观组织的紧密联系是分析的基本，包括非金属材料、晶粒问题、裂纹缺陷等等。从齿轮上来看，齿轮失效与工作环境的复杂度具有密切的关系，其主要的表现就是局部应力集中导致失效。一般来说，齿轮表面啮合处存在点蚀问题或者齿轮使用过程中发生疲劳引发根部应力过大，进而导致区域折断等都是影响稳定性的主要因素。风力涡轮齿轮箱采用无损检测技术，可以很好的避免有损检测带来的不良损伤，可以针对齿轮箱缺陷进行针对性的测量，采用科学的涡流检测手段，从而实现个性化的电磁检测，满足生产实际需求。
三、发电机、电力电子设备检测
发电机、电力设备实施无损检测，需要借助于有限元弹性分析理论来进行构建。一般来说，常规额定载荷条件下承载能力计算标准化可以有效提升发电机、电力设备的测试效果与整体水平。其中，发电机一般包括电磁部分与其他零部件部分，部件个体的稳定性以及整体匹配度都会影响发电机的工作效率。从技术原理上来看，风能经过叶轮、主轴、齿轮后再实现能量的转化，其中风力机叶片作为弹性机构，能够在风载荷的影响下实现能量的随机转变，该过程中涉及到交变电力与随机性特征。如果振动本身属于交变类型的振动，那么风力机构可能会在交变载荷的影响下出现破坏。另外，风力发电机在运行过程中可能会受到多种外部环境的不良影响，需要做好振动频率与幅度的调整，以此来避免正常运行过程中遭受到潜在威胁的风险，提升整体的稳定性。针对机械部分之外的部分，这些部分在复杂的外界环境影响下也会出现各种失效风险，可以采用数字微欧姆计来进行检测检验，机械故障能够得到很好的分析与评价，特别通过焊接点的缺陷分析，可以及时发现焊接过程中存在的问题，从而降低故障发生的几率，提升无损检测的实际应用效果，避免功率损失带来的失效等问题，如下图1所示。
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图1 无损检测技术对应图
总结
综上所述，风力发电技术在工业现代化中扮演着十分重要的角色，无损检测、健康监控技术等是实现风力发电技术科学应用的关键。由于起步较晚，我国在这个领域整体发展水平不高，许多技术都在尝试和摸索阶段。随着风力发电技术的快速发展，风力资源评价、风机运行以及发电系统仿真等技术不断完善，装置稳定性不断提升，故障率直线下降，为实现我国能源结构优化，实现产业化改革作出积极的贡献。
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