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对风力发电设备无损检测技术相关思考

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：经贤扬

[导读] 摘要：风力发电是我国利用再生能源的重要举措。深入分析近些年我国风力发电实际情况，虽然诸多先进技术被应用于风力发电领域，但风力发电系统长期运行的过程中可能遭受某些因素的影响，造成系统运行安全性、稳定性下降。所以，高度重视并且有效落实风力发电设备无损检测是非常必要的。

        （南京风电科技有限公司）
        摘要：风力发电是我国利用再生能源的重要举措。深入分析近些年我国风力发电实际情况，虽然诸多先进技术被应用于风力发电领域，但风力发电系统长期运行的过程中可能遭受某些因素的影响，造成系统运行安全性、稳定性下降。所以，高度重视并且有效落实风力发电设备无损检测是非常必要的。以下本文将着重分析风力发电系统运行状态监控，进而探讨风力发电设备无损检测技术的应用，希望能够及时发现风力发电设备故障，进而得到有效处理。
        关键词：风力发电；发电设备；无损检测；检测技术
        一、风力发电系统运行状态监控
        风力发电日益成熟，对于促进我国电力行业持续健康发展有积极的促进作用。但对风力发电系统运行实际情况予以分析，确定因电网接口较多，设置的电力设备较多，加之多种因素影响，致使风力发电系统运行的安全性、稳定性、可靠性有所下降。所以，需要利用无损检测技术来监控风力发电系统，以便及时发现异常情况，采取有效措施予以处理。
        事实上，无损检测技术应用也可能受某些因素影响而出现检测结果不正确的情况，进而无法准确判断风力发电系统运行状态是否良好。因此，提高此项技术的高效性和准确性是非常必要的，即：积极引用传感器网络、成像技术及传感技术，优化设置无线传感器及宽带；合理构建分层网络平台，加强对特殊环境下如何保障通行顺畅的研究，以便无损检测技术能够在各种环境下应用，并获取到准确的检测数据；合理采集、压缩及优化数据，提高数据传输效率等等（如图一所示）。

        图一：风力发电系统
        二、风力发电设备无损检测技术的思考
        基于以上内容分析，确定无损检测技术具有较高的应用价值，对于保障风力发电系统良好运行有积极的促进作用。那么，如何运用无损检测技术来有效检测风力发电设备呢？
        检测电力电子设备和发电机
        风力发电的原理是风能通过叶轮、主轴及齿轮箱，在发电机的作用下转化为电能。这就意味着发电机是风力发电必不可少的一部分，保障其长期应用状态良好是非常必要。为此，需要定期对发电机予以无损检测。风力发电机组运行过程中在某些不良因素作用下可能出现机舱与电机多方向振动，如若超出风机最大承受范围，那么风机将会出现异常。如若不加以处理，那么电力电子上的电流将通过半导体器件，致使电子电力因温度过高而失效。利用在检测机电的方法来检测发电机组，难以发现异常状况，工作人员应适当采用无损检测，能够检测电机故障状况，即可制定针对性的处理措施，解决故障，是电机恢复到正常状态。
        三、检测齿轮箱
        分析以往风力发电设备运行实际情况，其齿轮箱可能受到某些因素影响而出现异常，这将造成设备的发电系统、传动系统失效。经过进一步分析，确定齿轮箱异常，一方面是因为不锈钢或铝合金材质的齿轮箱长期应用的过程中承受较大的循环荷载，造成其磨损严重或呈疲劳状态；另一方面是齿轮箱遭受风力的作用或者海洋活动的影响，可能出现不同程度的腐蚀，致使齿轮箱开裂。所以，为了保障风力发电设备长期且良好的运行，需要对设备的齿轮箱予以无损检测，也就是通过在传感器表面进行应变检测和分布检测来进一步分析齿轮箱是否存在异常；亦或构建齿轮箱故障检测分析系统，通过分析齿轮箱振动情况，确定其是否存在异常。
        四、检测风电系统状态
        设置偏远地区的风力发电场，风电系统运行状态可能受到多种因素影响，致使其稳定性、安全性降低，出现供电不稳定的现象。所以，需要以电子系统方式来监控风电系统及相关元器件。又因为风力发电系统在电网的接口比较复杂，需要合理地设置集成技术及在先监控技术，以此实时控制系统的设备，以便提高整个系统的运行效率。但要想实现这一目的，就需要多种先进技术来支持无线传感网络，比如嵌入式技术、传感技术、分部信息处理技术、无线通信技术等。那么，要想掌握风电系统运行状态，实施的检测方式有：以风力系统结构监控无损检测技术为基础，实施红外成像技术；构建关于风电系统的监控模型，检测极端环境下系统线路或设备是否出现腐蚀或老化等现象；利用成像检测技术来检测电子系统变流器、发电机使用，并客观地比较与评估，确定整个系统是否存在异常情况。
        结束语：
        风力发电水平日益提高，为促进电力行业可持续发展创造了可能。但风力发电系统具有复杂性、非线性等特点，致使其运行过程中可能受到某些因素的影响而出现异常，导致供电质量不佳。所以，应利用无损检测技术来检测及监控风力发电系统运行情况，即检测电力电子设备和发电机、检测齿轮箱、检测风电系统状态等方面，以便及时发现异常，并采取有效措施予以处理，保障整个系统运行安全。
        参考文献：
        [1]辛博然. 风力发电设备无损检测技术分析[J]. 现代制造技术与装备, 2019, 267(02):133-134.
        [2]张鹏程, 刘万喜. 风力发电设备无损检测技术分析[J]. 经营者, 2019, 033(007):136-136.