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摘要：风电是一种绿的可再生能源，是实现“双碳”目标的主力军。经过多年的发展，我国风机累计装机量超过3亿kW，庞大的在役机组催生了大规模的运维市场。叶片作为风机最核心的部件，也是运维中重点维护的对象，而且由于其为旋转部件，在运转过程中受到重力、离心力、湍流风、雷击、振动、交变载荷等复杂外界作用的影响，极易产生故障，因此，研究风机叶片的故障产生原因和维护方法对于保证风机安全运行具有重要的要义。本文主要分析智能风电机组叶片故障监测系统设计与实现。 关键词：叶片故障监测；叶片巡检；智能检测
引言
风能还有其他环境优势，这是新能源所无法比拟的，所以世界各国更愿意发展新能源。近年来，在一系列节能减排政策的推动下，风力发电进入了快速发展时期。风机叶片控制是风力发电场日常运行维护工作中最重要的任务。随着无人机技术的发展，在解决了传统风扇叶片检测的缺点的同时，通过携带高清摄像机、红外热像仪等，可以快速获取风扇叶片表面缺陷
信息。目前，基于无人机的风力发电机检测已经成为未来的主要手段和发展趋势。无人机风扇控制数据通常以高清视频文件、高清照片文件的形式存在，台风控制视频数据总量约为1GB，数据量大，数据离散，人工控制工作量大。目前，各风电企业还拥有行之有效的测试数据管理系统，无需故障排除和跟踪工具，即可永久存储和管理巡逻数据。传统的风扇检测错误记录不是通过信息系统管理的，测试数据仅限于高清照片和错误说明。 1、系统架构
该系统体系结构包括风车数据管理平台和风洞故障维修平台。风力发电机数据管理平台主要用于监控数据管理、故障管理、二级智能检测等应用程序。风电场的缺陷维度平台主要设计用于数据检测、故障管理、智能故障检测、统计分析、专题应用等。数据管理系统发现数据库在总部统一提供，部署数据包括风电场和AI引擎的账户数据。监控图像数据提供给每个分支或风电场。该系统的数据层以文档数据库为基础，统一了会计、现场审核和错误数据的存储和管理。业务区数据是通过导入外部业务数据生成的。测试数据由系统手动收集。错误数据是由手动解释系统造成的。系统配置文件是通过输入初始化数据生成的。结构化业务数据存储在MySQL关系对象数据存储中。图像使用快速DFS文件管理系统
存储在一个节点上。档案管理系统的节点分散。将来，随着数据量的增长，可以通过添加节点来扩展文件数据空间。数据管理和分析服务器是系统的主要支持服务模块。该模块是ist风格体系结构的一部分，它支持基于数据库数据的逻辑操作，如数据访问、分析和统计，并为存储、访问、查询和统计、模型发布和测试数据报告等应用程序提供基本支持。图像分析和发布服务器主要用于访问图像和对图像进行逻辑打包，并发布为支持客户端查询和图像导航要求的HTTP图像流。
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2、叶片故障
叶片在生产制造过程中，受制造工艺等随机因素的影响，叶片不可避免产生纤维发白、结构胶缺失甚至分层等缺陷。在运输、吊装等过程中，不合理的受力也会导致叶片内部结构受损。风机日常运行中，受到复杂载荷、湍流风、雨雪、冰冻等的侵袭，这些因素叠加会导致叶片逐渐出现表面受损、前缘雨蚀、螺栓断裂等故障。
2.1叶片结构损伤
风场中在役叶片的损伤形态是多种多样的，常见的损伤包括叶片开裂、叶片裂纹、叶片屈
曲鼓包、叶片折断等。叶片损伤可能源于生产过程中，存在缺陷出厂时没有经过有效维修，也可能在运输、吊运过程中不合理的受力状态导致叶片局部应力集中造成叶片受损，或是由于叶片设计未经过充分验证，导致叶片在特定工况下叶片出现局部失效。
2.2叶片雷击
风机装机地点通常位于空旷地区或者山区相对高点，防雷问题尤为突出。据统计，20世纪90年代欧洲地区风电设备每年约有5%会遭受不同程度雷击事故。雷击事故严重影响风力发电设备的安全运行。叶片防雷击问题一直以来都是困扰行业的难题，尤其是在高海拔、高雷暴地区装机量日趋增多，叶片遭受雷击的现象也越来越多，叶片雷击主要带来的问题是修复难度大、责任认定难等问题。叶片遭遇雷击后，雷电产生瞬时超高温的电弧有时超过20000℃，内部残存的水分在此情况下，水分迅速变成水蒸气，叶片内部压力瞬间大幅升高，进而膨胀，导致叶片壳体分层、开裂、脱胶及梁与蒙皮的分离。雷击时的大电流也会导致叶片铝叶尖、防雷导线产生熔融、断裂等问题，造成叶片防雷系统失效。
3、风力发电叶片实时监测与故障预警系统
3.1检测叶片故障装置冰铲
风力发电机组空气处理装置的控制直接影响风力发电机组的运行。实际运行时位移是指当空域方向不同于方位时，飞机向自然气流方向自动移动。最终，两者一致确保风机运行中的风势最大化，提高了电流效率和风力利用率。为避免在关闭状态下频繁发生导向轮湍流，必须在系统中安装实时检测系统，通过应用检测系统进行相应的检测活动，以确保运行稳定性。测量装置径向安装在塔外靠近叶尖的地方。当风机运行时，如果风机的正方向与自然风方向不同，且该值超过参数值，风机的主控制将发出命令，以确保驱动平稳运行。通过合理应用关机驱动，整个风机在运行过程中左右摆动，风机在偏转后，根据运行过程中测量的风向，在相应的应用过程中检查单元打开相应的角度传感器并完成传感器切换。在高度上，风向可以用一个角度来表示。在实际分析中，您可以将圆分割为360度，其中风为0、90、180和360度。其余风向在实际问题分析中计算。风安装在风机的顶部，以便随时都能看到自然风的准确风向，360°无死角。
3.2设计风力发电机风轮监控系统
PLC安装在隐形盖的开关柜中，在各自的操作过程中可能会导致空气板异常变形。还发出相应的警告信号，根据发出的警告信号自动关闭。这样可以防止图纸在运行中出现故障。
在风扇各自运行过程中，系统中的非电容式光学逆变器在应用过程中接收到相同数量叶片的开关控制信号。从导向轮转速单元接收到的转速信号也得到正确记录，所有信号均通过信号屏蔽线实时传送到塔吊开关柜中的SPS。分析实际问题时，应将叶片故障节点连接到电路，包括急停按钮、转矩开关、模块发电机、PLC超频信号等。在线路运行期间，整个线路中的所有设备都可以发挥重要作用，以确保整个系统的稳定性，并为用户提供更好的服务。当风车运转时，当它们在一定程度上影响到它们时，叶片会因各种因素而高度变形。同时，传感器接收到的控制信号在运行过程中发生变化，当叶片缺陷采取相应的动作时电路会关闭。在这种情况下，故障报警是可以防止问题增加的事件发生的。
结束语
本次研究讨论了风机叶片运行过程中常见的故障模式，包括叶片结构损伤、前缘雨蚀、叶片雷击、叶根连接螺栓断裂等多种类型的叶片损伤问题。通过分析叶片损伤的原因，针对性地制定了维修方案，积极有效的维修可以避免缺陷的扩张，避免叶片结构失效、降低运维成本。同时，叶片损伤的原因分析能够帮助提高叶片的设计、制造水平，而新的设计方法又有利于风场叶片损伤难题高效、快速、可靠的修复。随着风机叶片先进结构健康监测
系统的陆续应用，如叶片光纤载荷传感器、叶片螺栓健康监测系统、叶片声音监测系统等，能够实现叶片状态的实时监测，有利于叶片损伤的快速识别和及时维修，实现机组及叶片的安全运行。
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