（中国水电四局（酒泉）新能源装备有限公司甘肃酒泉735000）
摘要：随着我国经济建设的快速发展，我国各行业迎来新的发展机遇。无损检测技术已被广泛应用于电力发电设备检修当中，并取得了较好的应用效果。因此通过监控风电系统状态、无损检测塔筒、检测发电机设备、评估齿轮箱寿命以及检测电力电子设备及发电机等方法，可以更好地了解我国风力发电无损检测技术在风力发电事业中的应用现状，继而保证我国风力发电事业可持续发展。
关键词：风力发电设备；无损检测技术
引言
近年来，我国经济发展迅速，人们生活水平提高，对于电的需求与日俱增。风力发电属于一种集材料科学、空气动力学、计算机应用技术和结构力学等多种学科应用技术为一体的新能源开发技术，而风力发电设备则是开展电力发电工作的关键内容，通过定期对风力发电设备进行无损检测，能够有效降低维护设备投入成本，达到延长电气设备使用寿命的目的，对相关技术研究具有重要意义。
1无损检测技术的必要性
无损检测技术具有很强的现场作业性，一般都是在较远的距离下进行检测，很多设备根本没有这种优势，对风力发电工程的发展非常有益。从性质上来看，无损检测技术主要有三个性质，第一个特性就是物理特性，无损检测技术可以通过各种物理量来进行检测，在风力发电中采用无损检测技术，能够将风力发电中需要使用的各项原料进行一个合理的推算。第二个性质是远距离检测，原来风力发电中的检测技术还存在一定的局限性，对远距离的模块无法进行检测，无损检测技术刚好可以弥补这一缺点，检测起来也十分方便。第三种性质是具备连续性，无损检测技术可以在相应时间段内重复进行，可以多次收集数据，这样检测出来的数据精确度也非常高，和其他检测技术相比，具有一定的先进性，所以风力发电中应用无损检测技术是大势所趋。
2检测电力电子设备和发电机
风力发电机主要包含电池和多个电力电子，对这些部分的可靠性进行检测是检测风力设备的重要内容。风能是通过叶轮、主轴及齿轮箱，在发电机作用下转换成为电能，其中风力机叶片，属于一种弹性体，其风载荷作用下生成惯性力、弹性力和空气动力，具有一定随机性与交变性。另外，力的耦合还能与电机发生相应的振型共振，进而产生颤振现象，如果此类振动出现发散现象，就会破坏风力机结构。风力发动机组在运行过程中，受多种因素影响，会导致机舱与电机各个方向产生振动，如果振动频率和幅度超出风机设计要求，会影响风机正常运行。通过有关实践可知，电机在运行中难以检测出电机存在的故障，而电力电子上的电流若通过半导体器件，会造成功率损失，继而产生发热现象，使电力电子失效。随着载流能力与工作电压不断增加，检测和温度系统对电子设备的稳定性与可靠性产生了一定影响。所以，在线检测电机技术和方法，依然需要进一步探讨与研究，可适当采用无损检测。
3风电系统运行监控、状态评估
由于风力发电场通常位于较偏远的西部、海岸或者海上，且发电设备监控需要对包括风力叶片等旋转部件在内的大量元器件和系统进行检测、监控和信息处理。可更新能源的特征决定了风力发电系统在与电网接口方面具有复杂性，在线监控和信息收集和集成技术能够为系统的效率和可靠性提供有效和重要的帮助。基于无线技术的通信技术和数据融合技术对此提供了可能的技术支撑，开展相关应用集成技术研究是该领域重要研究内容之一。无线传感网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络与无线通信技术、分布式信息处理技术等多种领域技术，其网络由随机分布的集成微型电源、敏感元件、嵌入式处理器、存贮器、通信部件和软件（包括嵌入式操作系统、嵌入式数据库系统等）构成的一簇同类或异类传感器节点与网关节点。
4评估齿轮箱寿命
如果电力发电设备所在区域出现风力变化现象，或存在腐蚀性海洋活动，也会导致设备因腐蚀出现开裂问题，这些问题都会导致发电系统或传动系统出现失效现象。对齿轮箱进行无损检查时，为了确保不影响其性能，需要找出合理的设备性能和材料状态检测方式，常见的主要检测方式有三种：第一，以电磁方式为基础的二维ACFM检测技术、巴克豪森噪声无损检测技术、漏磁检测技术等，这些检测方式不仅可以对传感器表面进行检测，也能优化检测方法，使检测方案更加合理；第二，创建以振动分析为基础的检测方式，对齿轮箱故障进行检测；第三，创建分析齿轮箱为基础的检测系统，与油温检测系统共同配合工作。
5检测发电机设备
在应用发电机设备时，风能会通过齿轮箱、主轴等相关设备促使发电机能将动能转换成电能，但是由于叶片属于一种弹性材料，在风力作用下，所承受动力和惯性力一般会具有一定随机性，进而使得电机内部产生颤振现象；如果此类颤振属于发散类型，就有可能破坏风力机；如果频率值和幅度超过设计值，还有可能使风机在运行中出现一定危险。目前，检测发电机设备主要有以下几种方式：第一，利用热成像、电磁传感、扫地雷达等技术进行无损检测；第二，通过振动分析与模态分析方式对系统稳定性和寿命进行检测。
6探地雷达监测技术
探地雷达主要是运用发射天线把高频电磁脉冲波推送到地下，探地雷达的设备构件比较繁多。强度比较大的电磁波都会通过发射天线向地下来发射，电磁波一旦进入到地下就会在地下开始传播，传播途中要是遇到不一样的分界面，就会发生反射和散射的状况。探地雷达系统的接收天线功能比较强大，它不但可以对接收到反射波，而且还会对反射波进行记录，然后根据电磁波的运行状态和往返时间差对被侧体的内部状态有一个深入掌握。
7监控风电系统的状态
按照风力能源自身特征，针对发电系统电网接口具有一定复杂性特点，通过采用集成性技术与在线检测技术能够有效评定设备运行效率和可靠性。在无线传感网络中，风电系统监控合理应用了传感器技术、嵌入式技术、无线通信技术与分布处理技术，其中每个节点都能在计算与采集基础上与外界进行通信。目前，监控风电系统状态的检测技术有以下几点：第一，无损技术应用和监控结构健康所提出的红外成像技术；第二，在监控技术模型基础上，对极端环境下系统线腐蚀和老化现象进行检测；第三，评估和比较不同电子系统变流器和发电机使用成像检测技术，如果在检测时发现问题对其进行改进。为了更好地保障风电系统检测技术准确性和高效性，应做好以下几项工作：第一，通过研发传感器网络、传感和成像技术，解决无线传感器能量以及宽带存在的问题；第二，通过内陆、近海等环境构建分层网络平台，研究特殊环境下通信鲁棒性，使数据能适应不同环境；第三，合理地采集、压缩并优化数据，缩短采样周期，加快传输速率，深入研究数据结构技术与容错技术；第四，积极地研发用于系统路由的MAC协议和路由协议，优化数据传输速率和采样周期，避免出现死锁或活锁问题出现；第五，提升信噪比等无损数据信号处理水平。
结语
风力发电设备无损检测容易受恶劣环境影响，不同结构传感器包含的信息数据量也存在差异，所以在风力发电检测中应降低叶片检测系统重量，不断提升系统整体鲁棒性，并将不同检测方法进行综合性对比，集成不同种类传感器信息，使整个电力发电系统在健康状态下进行评估。
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