大型风力发电机叶片振动测试与分析

王博特，王宇楠，郑 涛，占晓明，毕继鑫

（1.浙江华东测绘与工程安全技术有限公司，杭州310014；2.福建水力水电勘测设计研究院，福州350000）

近年来国内海上风电发展迅速，风电机组容量的提升能够有效提高风能利用率和施工效率以及降低后期运维成本。在机组容量和体型逐渐增大的同时，风电机组的安全成为风电领域内研究的重点[1–4]。江苏某海上风电场安装了多台6.45 MW 机组，此类型机组是目前国内厂家生产新型大容量机组之一，此机组塔筒高度为110 m，叶轮直径达到171 m。国外GE 公司生产的12 MW 风机单支叶片更是长达107 m[5]。机组容量增大的同时叶片也在不断增大。

风电机组叶片成本约占风电机组总成本的15%～20%[6]，风电机组叶片在风电机组运行过程中受风力作用而产生较大的弹性形变，故通常选用质量较轻、强度较大、耐腐蚀、抗疲劳的材料来制作风电机组叶片[7–8]。此外，由于结冰或者风力和风向的突变导致叶片振动过大，从而超过设计载荷发生断裂或者扫塔的现象也时有发生[9–11]，而振动检测是叶片故障识别的常用方法之一[12–15]，所以研究大型风电机组的叶片振动情况，对于叶片安全检测和监测具有重要的意义，研究结果也可对风电机组的控制策略优化提供重要指导作用。

本文对一台架设完成并投入运营的6.45 MW风电机组进行了叶片振动测试，并且同步采集到同时刻风电机组运行的工况数据。通过对振动和工况数据的详细分析发现：摆振方向的振动强度比挥舞方向振动强度大，是挥舞方向振动强度的1.3 倍左右；……