风电机组气动不平衡分析及诊断

文 | 王千 董礼 于迟 苏宝定 程庆阳

风电机组气动不平衡分析及诊断

文 | 王千 董礼 于迟 苏宝定 程庆阳

风轮是风电机组的重要组成部分之一，它将空气的动能转化为旋转的机械能，它是风电机组的动力之源。风电机组的大部分载荷也是由风轮传递过来的，风轮一般由几组叶片组成，目前主流机型基本采用3叶片型式风轮。

目前风电机组叶片的故障也越来越多，叶片的故障将直接影响机组转化风能的效率，同时使机组产生额外载荷或者载荷失衡。所以叶片故障不但会影响自身的动力性能同时会给风电机组其他部件产生较大的损伤，如对变桨系统的损伤、对主轴承的损伤、对偏航系统的损伤等。

叶片在实际运行中主要存在以下几方面问题：运行时间较长的叶片内部配重块脱落；叶片开裂或者雷击造成损伤；现场吊装叶片时，叶片安装角错误；叶片出厂时零位线标记错误；随着变桨系统的累计误差，3个叶片出现桨距角差异过大。

叶片存在上述故障的直接表现就是造成叶片的质量不平衡和气动不平衡，目前质量不平衡故障利用常规的诊断方式可快速进行诊断进行重新配重，但是气动不平衡故障前期不容易被发现，采用常规的诊断方法很难诊断叶片是质量不平衡还是气动不平衡。

机组不平衡分析

首先分析叶片的受力，如下图1所示截取叶片的一个弦面，当该截面以旋转速度u运行，外界风速v时，叶片将受到一个合成气流w的作用，合成气流的大小w。……