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摘要：随着经济不断发展，人们对于能源的需求量越来越大。尤其是对于可再生能源的需求量越来越大，因为利用可再生资源能够更好地促进可持续发展。在众多的可再生资源能源当中，风能相比较而言，使用最广泛，发展比较快。风能作为可以大规模开发，并且有着良好的利用前景的一种可再生资源，只要人们将其好好的利用，必定能够促进经济的发展。本文从风电机组的基本结构入手，将风电机组的失效模式进行详细的展开分析，并提出一些提高风电机组可靠性的建议。同时也对未来风电机组发展趋势做出了一定的展望。
关键词：可靠性、风电机组、发展趋势、现状
前言：为了推动经济的发展，对于不可再生资源的消耗是巨大的，同时也引起了很多的环境问题，如气候变暖，生态破坏等，这就使得世界能源和环境问题日渐突出。风能作为可以大规模开发，并且有着良好的利用前景的一种可再生资源，对于解决环境问题，促进资源的可持续利用发展都有着积极的促进作用。所以我们需要对于风电机组的可靠性发展做出详细的分析，并且对于风电技术理论要展开深入的研究。
一、风电机组失效模式
1.发电机失效模式
发电机和输出时的变机械能的齿轮箱是相连接的。齿轮箱的实变扭矩和转速是由发电机来承受的。所以发电机是风电机组失效率比较高的原因。风电机组主要就是由发电机来带动，而发电机一旦失效，就会使风电机组进入失效模式。发电机的设计和操作以及外界环境都是使得发电机可能会失效的原因。
2.转子叶片失效模式
叶片长期暴露在大气层中，承受的交变应力作用以及环境的影响比较大。所以叶片的失效率是非常高的。主要有疲劳开裂，盖板故障，卡死，褶皱等几种失效模式。其中最主要的一种失效模式就是因为疲劳而失效，也就是疲劳失效模式。
二、提高风电机组可靠性的相关措施
1.提高系统的故障容错能力
一个具备故障容错的风电机系统，系统中出现某一个故障之后，整个系统还是能够继续运行的。这个故障容错对于短时间内或者是爆发性的故障有着极大的作用。要想将系统的故障容错能力从整体上提高，必须要做到以下几点：首先是做好分区和冗余。这样就可以使得某一部分出现故障，但另一部分仍然能够运行。一旦出现故障，系统必须从第一时间将故障检测出来，这样才可以让后续的补救措施来将系统修补，进而使得系统顺利运行。同时也要制定控制策略，并及时将控制策略调整。如果一个故障被检测出来了，就应把系统的控制策略都进行调整来促进系统正常运作。必须要做好故障的隔离和抑制。为了使整个系统能够顺利地运行，一旦检测出故障就必须对其进行隔离，防止故障越来越大，把故障带来的损失降到最低，防止故障对于其他原件产生不良影响。最后也要做好对于故障的报告。及时对于故障做出报告，能够让工作人员及时的了解到故障出现，并且在合适的时间内将故障原件进行更换，或者将原件进行及时的修补，当然这是一个比较高的可靠性故障容错系统才会有的，而且它对于系统的投入也是比一般的系统要更多，所以需要根据系统应用的需求来进行具体的确定。
2.故障预防和故障排除
要想提高风电机组运行可靠性，就必须在系统正式运行之前进行严格的测试提前将可能会出现的问题以及制造方面出现的缺陷及时发现并排除掉。在系统运行中，可以通过诊断来实时预测可能会出现的故障。一旦诊断出一些原件可能会出现故障时就及时对它进行更换，如果诊断出一个原件出现了故障，就要对它进行及时的修理补救，所以必须要设计一个维护性能较好的系统才能够减少故障的修理和故障的维护。
三、风电机组可靠性的未来发展趋势
1.整机寿命管理技术
通过利用基本理论以及结合风电机组运行的实际数据来把各个零部件原件的使用寿命以及剩余寿命准确地计算出来。进而做出对于整个风电机组使用寿命的科学有效管理。对于使用寿命进行科学的管理，能够让风电机组疲劳损伤值，低于原先的设计值。这样就能够使得风电机组的运行时间比之前的设计寿命要超出很多，同时也将风电机组的使用效率和利用率提高上去。在进行寿命管理时，可以将封场记录的大数据进行科学有效的利用。进而采取一些统计的方法来把外界环境的影响进行详细的分析，并以此来指导风机的设计和维护，从而从根本上提高风电机组的使用寿命。
2.关键零部件健康状态预测技术
这些零部件比一般的零部件要更多的失效。而且失效时需要进行维修的时间也是更长的。这就要求研发部门对于这些零部件的健康运行状态进行科学有效的监测并研发出一定的预测技术。并根据建立出的风力发电机随机风速动力学模型来将各个原件的疲劳寿命计算出来，并得到实时的预测。
3.一般零部件故障远程诊断技术
将一般零部件的故障进行远程诊断，对于整机的正常运行是非常重要的。零部件故障的频率和维修的时间越长，在风电机组中也就越重要。一般的零部件是比较少的失效，而且在失效之后不会需要很长的时间停机。所以为了将维护成本降低，就必须保证一般的零部件在正常运行时都能够投入使用，这就对于故障远程诊断技术产生迫切需要。通过运用现场总线通信技术来把零部件的实时信息通过互联网技术以及移动存储等技术来实施远程访问和远程的操作控制记录。这样就能够对于一般零部件进行远程诊断，并且及时的进行维修。
结束语：综合上述观点，风力发电组主要是由几个部分组成：风轮传动系统，液压系统，发电机以及塔架和机舱等。风电机组是否有较高的可靠性，对于整个的风电系统都是非常重要的。就目前的情况来看，国内外对于风电机组的可靠性研究仍然没有深入，大部分都非常的局限。没有从系统全局上考虑到风电机组和其他系统之间的相互影响。所以需要相关的部门通过各项研究来积极的采取相关措施，进而从根本上将风电机组的可靠性提高。
参考文献：
[1]谢里阳,刘建中,吴宁祥,等. 风电装备传动系统及零部件疲劳可靠性评估方法[J]. 机械工程学报,2014,(11):1-8.
[2]周志刚,秦大同,杨军,等. 随机风载作用下风力发电机齿轮传动系统疲劳寿命预测[J]. 太阳能学报,2014,(7):1183-1190.
[3]周志刚,秦大同,杨军,等. 考虑失效相关性的风力发电机齿轮传动系统动态可靠性分析[J]. 太阳能学报,2013,(7):1212-1219.