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根据中国风能协会的统计，截至2016年底，中国累计装机量达已到1.69亿千瓦，总装机量世界第一，中国是世界第一风电大国。然而近年来由于设计、制造、安装、运维等中间环节的失控导致的风电机组故障甚至事故不断发生，威胁着风电场的安全运行。2016年2月，美国纽约州Madison县某风电场的1台机组发生叶片坠落事故，随后在国内也发生了多起叶片坠落、变桨轴承断裂事故。16年2月16日，大唐河北乌登山风电场110号风机倒塔，随后几天大唐山西偏关后海风电场一台机组倒塔；不仅国内，15年12月24日，瑞典Lemnhult风电场的一台VestasV112-3MW机组倒塔，风电机组倒塔事故已经成为风电机组安全运行的最大隐患，而倒塔事故大部分是由于风电机组系统性故障引起的。 作者结合自己多年开展机组测试与诊断的经验，根据故障初期是否引发系统性响应，将风电机组的故障分为两大类：典型部件故障、系统性故障。典型部件故障，与常规的故障诊断具有相同定义，多指机组大部件自身出现缺陷导致机组故障，比如轴承外圈故障、齿轮点蚀等轴承齿轮类故障，借助传统意义的在线监测系统（CMS）或者离线测试能够较好的诊断该类故障。而系统性故障是指由于机组设计、装配、安装、调试以及运维过程中出现问题导致的机组性能异常、整机振动过大、噪声异常等现象，在系统性故障初期机组每个大部件单独分析都没有问题，然而运行起来就会出现问题。当系统性故障没有得到解决继续运行机组，很可能会引发次生的典型部件故障，严重情况会引发机组倒塔。我们经常听到业主说这样的话，机组振动都报警了，装的CMS系统竟然没有报警。这里的机组振动多指的是整机的前后及左右摆动，而不是CMS系统重点关注的传动系的振动。 系统性故障主要表现：机组整机振动偏大或经常引发振动报警、机组性能表现欠佳、运行过程伴有异响或较大噪音。而过大的整机振动多为故障源激发的强迫振动或者引发机组共振引起。而有些系统性故障早期很难被发现，主要是经验不足的工程师很难识别机组运行特性发生了异常。 目前我国装机的机组中80%以上为国内整机企业的机组。而国内整机技术设计大多来源于国外，在消化吸收与再设计过程中，难免在设计、制造、装配、运维过程中与原始设计思路存在偏差。同时国内风况条件也有别于国外，这些都有可能引发系统性故障。特别是近年来整机竞争日趋激烈，整机研发验证严重缺失，新机型很快就批量推广，也存在验证不足、掩盖瑕疵的风险。因此整机企业及业主应更加关注机组的运行特性，及早发现与诊断系统性故障，规避机组安全隐患。（作者：董礼，博士，高级工程师，从事风电整机系统设计、健康监测与诊断等工作。） |
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