四中全會精神在基層 | 風機葉片有了“健康管家”
來源： 能源中國客戶端 時間： 2025-12-10 14:35
甘肅天水，張家川。時值寒冬，海拔兩千多米的山嶺上寒風凜冽。三峽能源張家川風電場的一臺臺風機正迎風轉(zhuǎn)動。這里地處高山分水嶺，年平均相對濕度約70%，每年冬季，集電線路和風機葉片都會面臨嚴峻的覆冰考驗。
▲甘肅天水張家川風電場
近日，由三峽集團三峽科創(chuàng)園牽頭研發(fā)的風機葉片多參數(shù)智能監(jiān)測裝置，在該風電場的兩臺風電機組上完成安裝與調(diào)試，正式投入示范運行。這套裝置猶如風機葉片的“健康管家”，將直面極端環(huán)境的挑戰(zhàn)，實時守護電站的安全運行。
葉片是風力發(fā)電機捕獲風能的核心部件，其健康狀況直接關(guān)系到整個機組的安全與效率。隨著我國風電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，風機單機容量持續(xù)增大，葉片朝著更長、更輕、更柔的方向演進，在提升捕風效率的同時，也使其在野外復雜工況下更易受損。
▲ 葉片覆冰監(jiān)測傳感器
對于張家川風電場來說，葉片覆冰會帶來運行風險。葉片故障若未能被及時發(fā)現(xiàn)，可能從微小損傷變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)性破壞，甚至導致斷裂、倒塔等惡性事故，造成巨大損失。
“特別是在風電‘平價上網(wǎng)’背景下，如何有效降低設(shè)備故障率，將傳統(tǒng)的‘定期檢修’變?yōu)椤A測性維護’，實現(xiàn)運維成本的優(yōu)化與發(fā)電效益的提升，是行業(yè)面臨的共同挑戰(zhàn)?！比龒{能源甘肅分公司電力生產(chǎn)部孫金合說，“像在咱們這種高海拔、易覆冰的場站，葉片狀態(tài)的實時監(jiān)測與智能診斷顯得尤為緊迫?！?/span>
黨的二十屆四中全會將“科技自立自強水平大幅提高”列為“十五五”時期經(jīng)濟社會發(fā)展的主要目標之一?！笆逦濉币?guī)劃建議提出，“推進傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施更新和數(shù)智化改造”。多參數(shù)智能監(jiān)測裝置在高海拔風電場投入示范運行，正是將全會精神轉(zhuǎn)化為一線實踐的生動體現(xiàn)。
此前，國內(nèi)外風機葉片狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)大多依賴于單一的振動或圖像分析，雖然能識別部分早期缺陷，但監(jiān)測參數(shù)有限，難以全面反映葉片健康狀況，診斷準確率有待提高。
面對行業(yè)痛點，研發(fā)團隊突破傳統(tǒng)單一信號源的局限，創(chuàng)新提出基于多源時序數(shù)據(jù)融合與模式識別的智能診斷方法。
“就像醫(yī)生診斷，以前只查單項指標，現(xiàn)在能為葉片同步做‘心電圖’、測‘血壓’、監(jiān)控是否覆冰或遭受雷擊?！比龒{科創(chuàng)園工程師何立夫介紹，該方法通過融合振動、應變、雷電、覆冰等多源數(shù)據(jù)，構(gòu)建一體化智能診斷框架，即使是微小異常，在多數(shù)據(jù)交叉驗證下也無所遁形，顯著提升了小樣本下的診斷能力。
▲ 運維人員正在為葉片貼上“電子皮膚”
基于這一方法，團隊成功研制出風電葉片多參數(shù)智能監(jiān)測裝置，“裝置的核心‘大腦’采用了三峽自有品牌的TG100系列可編程智能控制器，實現(xiàn)了100%國產(chǎn)化，程序源代碼自主掌握，還可根據(jù)實際需求自由選配監(jiān)測模塊。”何立夫說，“傳感器采集的數(shù)據(jù)在風機的輪轂和機艙內(nèi)就能做出初步分析和診斷，減輕了風場數(shù)據(jù)傳輸壓力，提高了響應速度?！贝送?，裝置還具備北斗短報文通訊功能，即便在無光纖網(wǎng)絡(luò)、無4G信號的區(qū)域，也可以實現(xiàn)監(jiān)測及診斷關(guān)鍵數(shù)據(jù)遠程傳輸。
風電葉片多參數(shù)智能監(jiān)測裝置在張家川電站的示范運行，不僅是對其性能的檢驗，更是對國家推動新場景大規(guī)模應用的具體實踐。通過構(gòu)建“技術(shù)突破—場景驗證—產(chǎn)業(yè)應用”路徑，為清潔能源新技術(shù)提供了寶貴的試驗場。
“這套系統(tǒng)對我們來說，最直接的價值就是‘防患于未然’?！睂O金合說，“它能提前告訴我們?nèi)~片狀況的變化趨勢，避免小隱患變?yōu)榇蠊收?，這不僅降低了停機損失，還能為優(yōu)化機組運行、提升發(fā)電效率提供依據(jù)，實現(xiàn)降本增效?！?/span>
“加快重大科技成果高效轉(zhuǎn)化應用”“加大應用場景建設(shè)和開放力度”，四中全會重要部署為項目攻關(guān)指明方向，示范項目的價值超越了單個風場。三峽科創(chuàng)園工控中心負責人王宇庭表示：“我們不僅要解決自身場站的問題，更希望這一‘應用場景’能成為行業(yè)標桿，為整個產(chǎn)業(yè)，特別是即將迎來大規(guī)模升級改造的老舊風電場，提供一條經(jīng)過嚴苛環(huán)境檢驗、以科技提升安全水平的技術(shù)路徑。”
隨著寒冬來臨，這套葉片“健康管家”即將在張家川風電場迎來首輪實戰(zhàn)考驗。其精準感知與超前預警能力，有望為我國風電機組的安全、高效運行提供有力支撐，為清潔能源裝備的智能化升級注入新動能。
責任編輯：江蓬新