摘要：针对风力发电机传动链中的三大部件——复合材料叶片、齿轮箱、发电机的故障诊断与健康监测的发展现状进行文献综述，总结该领域的研究现状及主要方法。综述风电装备中复合材料叶片、齿轮箱、发电机三大部件的主要故障特点、故障形式及诊断难点，并结合国内外相关文献系统地介绍并比较了现有的针对三大部件的故障诊断与健康监测方法，最后对该领域的发展方向进行了展望。
得益于全球对清洁可再生能源的巨大需求及风电装备制造技术的长足进步，全球风电装机容量不断稳健攀升。据全球风能协会（GWEC）统计，截止至2018年底，全球风电装机容量达597 GW，其中中国成为第一个装机容量突破200 GW的国家，达216 GW，在全球总装机容量中占比超过36%，继续保持着全球风电龙头的地位，是名副其实的风电大国。
当前，阻碍风电行业继续健康发展的一个重要因素是风电装备与传统化石燃料相比，单位能源的产出需要更高的成本。诺贝尔物理学奖得主、美国前能源部部长朱棣文指出大型风电装备运行安全保障的严峻性和必要性，高昂的运行和维护成本是该领域需要解决的重要问题[1]。风电装备多服役在人迹罕至的偏远地区或近海地区，且随着技术的发展，风电装备不断朝着大型化的方向发展，风电叶片直径不断攀升，造成安装重要设备的机舱距离地面也随之升高，给风电装备的运行维护带来了极大困难，推高了机组的维护成本。由于风电装备整体技术状况和风场条件等与西方发达国家存在一定差异，中国风电装备的运维成本在收入中占比居高不下，对于服役年限为20年的陆上风电机组，其维护成本在风场总收入中占比达10%~15%；对于海上风场，占比更是高达20%~25%[2]。风电的运维成本居高不下主要是由风力发电装备的运维模式决定的，目前多数风场采用定时检修的方法，潜在的故障不能被及时发现，而完好设备的重复检修也会增加运维成本。除此之外，不能及时判断故障来源，只能通过多种手段逐一排查也会带来巨大的运维成本。解决该问题的一个方案是发展风电机组的结构健康监测（SHM）系统，在预防灾难性事故发生的同时，延长风电机组的服役寿命，从而降低风电单位能源的产出成本，因此，针对风电行业发展SHM系统势在必行。
风电装备结构类型众多，主要包括：双馈异步式风力发电机（可变速变桨运行风轮）、直驱永磁式同步风力发电机以及半直驱式同步风力发电机等。与直驱型风力发电机相比，双馈异步式风力发电机含齿轮箱变速装备，其基本结构如图1所示，该类型风电装备占市场份额70%以上。因此，本文主要针对该类型风电装备的故障诊断与健康监测进行综述。
风电装备长期在阵风等复杂交变载荷作用下全天候运行，恶劣服役环境严重影响了风电装备的运行安全和维护保障。交变载荷作用于风电叶片上，并通过传动链中的轴承、轴、齿轮、发电机等部件进行传递，使得传动链在服役过程中极易出现故障。目前，广泛配备在风电装备上的监测系统为SCADA系统，可对风电装备的运行状态实现电流、电压、并网情况等多种情况监测，并具有报警和报告等功能；但该系统监测的状态参量有限，以电流、电压、功率等信号为主，尚缺乏针对关键零部件的振动监测与故障诊断功能[3-5]。国外特别是西方发达国家很早就开发了专门用于风电装备的状态监测设备及分析软件。国内的振动监测技术虽起步较晚，但在国内巨大风电远程运维市场需求的推动下，国产监测系统的开发也进入到快速发展阶段。风电装备的智能故障诊断及预警防护可实现风电运维的降本增效，已经获得了风电行业的一致共识。
风电装备是一个复杂的机电系统，由转子（叶片、轮毂、变桨系统等）、轴承、主轴、齿轮箱、发电机、塔架、偏航系统、传感器等组成。风电机组各部件在服役过程中承受交变载荷，随着服役时间的增加，出现各种类型的损伤或故障在所难免。
从图2、图3[6]中可见，叶片、齿轮箱、发电机三者导致的停机时间在总体非计划停机时间中占比超过87%，且维修费用在总维修费用中占比超过3/4。因此，在风电机组的状态监测、故障诊断与健康管理中，叶片、齿轮箱、发电机是需要重点关注的三大部件。中国可再生能源学会风能专业委员会在2012年的一项针对全国风电设备运行质量的调查中指出[6]，风电叶片的故障类型主要包括开裂、雷击、折断等，而产生故障的原因包括设计、生产、制造、运输过程引入以及服役阶段的自身及外部因素。齿轮箱的主要作用是将低转速风能稳定地用于发电，提高主轴转速。在风电机组运行期间，齿轮箱较易因受到交变应力及冲击荷载等影响而发生故障[7]。齿轮箱的常见故障包括齿轮故障和轴承故障，齿轮箱故障多始发于轴承。轴承作为齿轮箱的关键部件，其失效常常会引起齿轮箱灾难性的破坏。轴承故障主要包括疲劳剥落、磨损、断裂、胶合、保持架损坏等[8]，其中疲劳剥落和磨损是滚动轴承最常见的两种故障形式。最常见的齿轮故障包括磨损、表面疲劳、破损和折断等。发电机系统的故障分为电机故障和机械故障[9]。机械故障主要包括转子故障和轴承故障。转子故障主要包括转子不平衡、转子破裂和胶套松动等。电机的故障类型可分为电气故障与机械故障，其中电气故障包括转子/定子线圈短路、转子断条导致的断路、发电机过热等；机械故障包括发电机振动过大、轴承过热、绝缘损坏、磨损严重等。
特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。
北极星风力发电网讯，近日，协合新能源发布采购风电设备相关公告。根据公告显示，协合新能源全资附属公司浩泰新能源装备有限公司拟花费人民币301,920,000元向运达股份采购风机、发电系统以及其他配套设备。
10月31日，中国水利电力物资集团有限公司召开风电设备质量管理技术研讨会，与中国农业机械工业协会风力机械分会、中国船级社质量认证有限公司及中国大唐风电设备年度框架供应商，共12家单位63名技术专家，从采购端深入探讨当前风电设备存在的质量风险及应对措施，共同维护风电产业良好发展秩序，守牢中
2023年10月16日-19日，2023北京国际风能大会暨展览会（CWP2023）在北京如约召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一，这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会，再次登陆北京，聚焦中国能源革命的未来。在10月19日上午举办的风电设备循环利用专题论坛上，上海电气风电集团股份
北极星风力发电网讯：10月10日，水发集团发布水发清洁能源（营口）有限公司风力发电设备供应商采购项目候选人公示。中标候选人第1名为运达股份，中标候选人第2名为中船海装，中标候选人第3名为金风科技。根据招标公告，本项目为水发清洁能源（营口）有限公司风力发电设备供应商采购项目，共一个标段，
本周，德国风电领域专业人士表示，西门子能源正在考虑关闭西门子歌美飒旗下的制造工厂和业务办事处，这是旨在减少风机业务损失的内审工作的一部分。自今年6月份以来，这家总部位于德国的电力设备供应商正在挣扎于其陆上风电整机制造部门+海上业务领域产品的潜在质量问题所导致的双重暴击，在过去的3个
北极星风力发电网讯，9月23日，威力传动发布《关于公司拟与银川经济技术开发区管理委员会签订〈项目投资协议书〉暨对外投资的公告》。根据公告显示，威力传动与银川经济技术开发区管理委员会签订《项目投资协议书》，拟用地309.1亩（以国土规划局供地数据为准），分期投资建设“风电增速器智慧工厂项目
近日，3S中际联合塔筒升降机和免爬器成功配装在了西藏措美哲古50MW风电项目首批并网机组上，此次并网的单机容量3.6兆瓦风机是我国超高海拔地区已投产容量最大风电机组，其所在的西藏措美哲古风电场是目前世界上海拔最高风电项目。西藏措美哲古风电场位于喜马拉雅山北麓的山南市措美县哲古镇，风机建设
近年来，中国风电行业迅猛发展，对于早期的存量风机，绝大部分都进行了技改，加装了免爬器。免爬器的加装给风电登高作业带来了极大的安全性和便利性。为了进一步提升登塔作业的安全性，挖掘登塔作业中的其他安全盲点。我们通过走访和调研现场运维人员、风场主了解到，虽然免爬器给运维工作带来了极大的
“一山分四季，十里不同天”，多元的地貌和气候条件为位于我国西南边陲的云南赋予了丰富的生态资源，其风能资源蕴藏量相当可观，总储量1.23亿千瓦，可利用区面积4.52万平方公里，截止目前，云南省风电装机已达1125万千瓦，成为仅次于水电的第二大电源。近日，又一重大风电工程在西南地区取得进展，罗平
近日，陕西省吴起县人民法院公示贾某某、刘某某等盗窃罪、掩饰、隐瞒犯罪所得、犯罪所得收益罪刑事一审刑事判决书。判决书显示，吴起县人民检察院指控，2020年9月份以来，被告人贾某某伙同被告人刘某某、刘某某甲、曹某某等人多次盗窃吴起县、志丹县等地的风电塔材、电缆线、汽车柴油、电瓶后出售给被
北极星风力发电网讯：日前，华能南华风力发电有限公司现委托北京产权交易所，将持有的31项闲置风电机组相关实物资产通过北京产权交易所网站及相关媒体公开发布转让信息并转让。以包30为例，资产清单包括主轴承、齿轮箱、发电机、叶片等。
北极星风力发电网获悉：近日，金风科技昌吉州木垒县80万千瓦实验风电场项目、哈密巴里坤80万千瓦实验风电场项目对外施工总承包招标。公告显示，昌吉州木垒县80万千瓦实验风电场项目将安装使用100台风电机组，单机容量5.6MW~20MW。哈密巴里坤80万千瓦实验风电场项目采用75台风力发电机组，单机容量9.1MW
1月7日，由中国能建中电工程和中路股份合作建设，中电工程安徽院总承包的绩溪高空风能发电新技术示范项目成功发电，成为我国首个可并网的兆瓦级高空风能发电示范项目。该项目采用伞梯组合型陆基高空风能发电技术路线米高空风能进行发电，是我国高空风能发电技术的首次工程化实践，对
由挪威海工企业Nekkar牵头的联合体正在开发一种用于海上风电行业的遥控式自升式起重设备，旨在为海上风机的主要部件更换（MCR）提供一种安全高效的解决方案，减少因停机而造成的时间、成本和收入损失。该方案基于Nekkar此前研发的“SkyWalker”风机安装系统，采用主动升沉补偿技术，并结合了远程控制和
近日，电气风电携手中国电力科学研究院、中国质量认证中心（CQC）、船级社（DNV）、南德认证检测（TUV）、中认尚科等行业知名第三方机构和阳光电源、禾望电气举办了风电机组并网测试及认证前沿技术研讨会。近年来，新型电力系统成为风电行业热点问题，给风电机组开发带来了机遇和挑战，为破解行业难题
01风电发展正当时，拒绝内卷，勇于创新CCPA风电混塔分会：我国风电行业快速发展，您认为与国外风电行业发展相比较，我国风电行业存在哪些优势和不足？王海波曾任金风科技董事、总裁王海波：首先说优势，第一，中国是全球为数不多的连续近20年有稳定的风电市场政策。第二，中国自80年代起，有一群从事并
11月29日-30日，由汕头市人民政府指导，中国可再生能源学会风能专业委员会和全球风能理事会主办的汕头国际风电技术创新大会在广东省汕头市召开。会上，广东省汕头市委书记温湛滨致辞表示，汕头纳入广东省海上风电发展规划的装机容量达3535万千瓦，未来开发潜力将超过6000万千瓦，相当于3个三峡水电站。
11月30日，汕头国际风电技术创新大会盛大召开。会上，40MW级风电机组电气及动力学六自由度实验平台揭幕亮相。项目由拖动电机系统、五自由度液压加载系统、电网模拟系统、实时仿真系统、测控系统、实验数据管理系统等十余个系统组成，可为超大容量的风电机组提供贴近实际工况的实验环境。该项目建成后将
近日，国家能源局发布“十四五”第一批“赛马争先”国家能源研发创新平台名单。金风科技成功入选，同时被江苏省发改委授予省级创新平台称号。平台揭牌仪式于金风科技国家地方联合工程实验室举行，盐城市政府副秘书长颜彦，大丰区委常委、区政府常务副区长房其勇，大丰经济开发区党工委书记仇兆华，江苏
随着中国风电产业的大力发展，我国陆上风电场项目的地形越来越复杂，项目场址的湍流流场与IEC61400-1标准中给定的湍流谱模型可能完全不同，这将使得风电机组的载荷及功率预测结果的可靠性大大降低。本研究表明，在这类场址中，使用三维超声测风仪测风并配合专门的矢量算法程序，可以模拟出更符合实际的
作为全球清洁低碳能源建设的引领者，中国电建所属山东电建一公司申报的《基于微电网技术的海上风电陆上升压站建设关键技术研究》获评全球零碳城市企业领袖奖（铂金级）。创新应用了“海上风电+分布式光伏+储能”的“零碳设计”理念，依托华能山东半岛南4号海上风电陆上运维中心项目，开展了系列关键技
近日，来自美国怀俄明州的初创公司AirLoomEnergy获得了一笔400万美元的融资，以推动其首创的“轨道翼（trackandwings）”发电技术。这套设备在结构上由支架、轨道和翅膀组成。从下图可知，支架长度约25米，轨道在靠近支架顶部的位置，10米长的翅膀安装在轨道上，在风力的作用下沿轨道滑动，通过发电装
截至2023年12月31日，山东电网风电与光伏装机容量突破8000万千瓦，达8228.8万千瓦，装机规模位居省级电网第一。2023年，山东电网围绕“清风暖阳”新能源并网服务专项行动，累计完成31座风电场、68座光伏电站、50座储能电站并网验收，服务新能源场站并网数量同比增长52%，为新能源产业健康发展创造良好
1月11日11时08分，随着甘肃酒泉浙新能肃北马鬃山300兆瓦风电项目最后一台并网风机在苍茫戈壁上徐徐转动，浙能集团装机容量最大的陆上风电全容量并网发电，助力集团“开门红、开门好”。该项目对改善甘肃地区能源结构，助推经济社会发展具有重要作用，是东西部协作不断深化，产业经济互补融合的生动体现
2024年1月10日，华电集团发布《华电丹东东港200万千瓦海上风电项目前期技术及配套产业园规划服务中标候选人公示》的公告。公告显示，第一中标候选人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，投标报价：7150.00万元。第二中标候选人：山东电力工程咨询院有限公司，投标报价：7710.00万元。华电丹东东
可再生能源能量来自于大自然的伟大力量，是不会耗竭的，而这种力量在不同时间尺度上是波动的。因此，无论是传统大型水电，还是目前极具经济竞争力的风电、光伏，其出力同样是变化的。若变化的周期很短，人们可以很快掌握规律，从而能够有效加以应对。这是笔者一再强调“波动本身并不是问题”的由来。然
2022年8月，电气风电启动“头雁”项目（标杆风场），汇集经典优质项目，从全生命周期的角度溯源成功的必然因子。本期将从中核黑崖子50MW风电项目溯源，探寻沙戈荒风场连年斩获佳绩的秘密。截至2023年11月30日，中核黑崖子50MW风电项目已提前一个月完成本年度发电量任务。据悉，按项目实际年度总发电量1
1月5日，国家能源局发布《国家能源局行政处罚案件案由规定》政策解读。《政策解读》表示，《案由规定》严格以相关法律法规规章和国家能源局及其派出机构权责清单为依据，并参照《国家能源局权力和责任清单》体例结构，按照行业管理、电力监管、电力安全监督管理顺序进行逐项表述。重点修订完善了三个方
北极星储能网获悉，1月9日，国家第二批大基地项目国能（大柴旦）光伏发电有限公司大柴旦100万千瓦风光储项目30万千瓦风电工程项目环评获批，该项目配备储能100MW/400MWh。本项目的储能系统为混合储能，由飞轮储能和电化学储能组成，飞轮储能1MW，剩余为电化学储能，共计储能100MW/400MWh。
1月9日晚间，*ST华仪发布公告称，收到上交所终止其股票上市的决定。公司股票因连续20个交易日的收盘价均低于1元，已触及交易类退市指标，成为2024年退市第一股。上交所于1月9日作出公司股票终止上市的决定，华仪电气公司股票将于2024年1月16日终止上市暨摘牌。终止上市后，股票将进入全国中小企业股份
北极星输配电网获悉，2023年12月25日，吉林省发展改革委核准批复了吉林松原吉林油田前郭昂格550MW风电220kV送出工程（线路部分）。项目详情如下：一、项目名称及在线审批监管平台代码吉林松原吉林油田前郭昂格550MW风电220kV送出工程（线）。二、项目单位
风芒能源获悉，1月9日，中电建2024年度风力发电机组框架入围集中采购项目开标。项目分3个包件，分别采购5GW（陆上）、12GW（陆上）、3GW（海上）。根据开标信息，包件一、包件二均有11家整机商竞标。包件一最低投标报价为6.475亿元，折合单价为1295元/kW；包件二最低投标报价为15.54亿元，折合单价为12