很明显，风能行业正在迅速增长，这意味着将会建造更多的风力发电机组以满足不断增长的需求。但除了建造、安装和使风电机组完全运转之外，如何维护风力发电机组以确保它们持续运行呢？
在我们深入了解细节之前，首先让我们来看一下典型风力发电机组的基本组成部分。
上面的图片展示了风电机组的主要部分。
机舱：容纳齿轮箱和发电机。
轮毂：叶片通过螺栓固定在其中，可以调整角度并连接到转子上。
叶片：捕捉风力以驱动转子运动。
陆上塔架：容纳风电机组控制器、电力电缆，分为多个部分并通过螺栓连接在一起。
海上塔架：与陆上塔架相同，但具有更复杂的基础结构。
如果风力发电机组维护不良会发生什么？
当风电机组的部件出现故障时，可能会导致计划外的停机，这对于运营商来说意味着以更高的费用进行计划外的维护和修复，有可能使制造商的保修失效，无法满足电力需求高峰，导致收入损失。此外，对大型部件进行维修或更换通常需要昂贵的起重机和其他设备租赁。在极端情况下，风电机组可能会起火，造成灾难性后果。
哪些部件最容易出现故障？
许多研究都对风电机组部件的可靠性进行了调查，虽然这些研究依赖于旧机组的数据，但仍然有一些关键趋势显示出问题出现的位置。
上图：风力发电机组部件故障率和停机时间
上述来源于algorithmicatechnologies.com的统计数据告诉我们：
至少62.9%的故障原因与内部工程相关的故障模式有关，而其余部分是由于外部因素，主要是与天气有关的因素。
至少69.5%的故障后果导致发电量减少或没有发电，而其余部分导致某种形式的老化。
约82.5%的维护活动与硬件有关，这意味着维护人员必须前往发电厂解决问题。当发电厂位于海上时，这会带来特殊的问题。
平均而言，功率小于500 kW的发电厂每年故障一次，功率在500 kW到999 kW之间的发电厂每年故障两次，功率超过1 MW的发电厂每年故障3.5次。发电厂的发电能力越大，故障发生的频率越高。
发电厂的使用年限并不会显著提高故障率。故障模式越罕见，导致的停机时间就越长。
平均而言，故障会导致停机时间约为6天。
上图：风力发电机组机舱内部
风力发电机组维护策略
为了最大程度地减少停机时间，并作为他们保修范围的一部分，风电场运营商采用预防性维护和预测性维护两种方法。预防性维护是为了延长资产寿命而进行的计划维护。它可以包括调整、清洁、润滑、维修和更换。预测性维护则更加复杂，利用传感器监测资产的状态。
维护检查通常每年进行几次，使用计算机化维护管理系统软件（CMMS）记录每台机组的维护时间。CMMS还会在维护检查到期时自动发送通知。
预测性维护
风力发电机组的预测性维护使用放置在关键部件上的传感器。这些传感器将有价值的数据传回维护团队，以通报润滑级别、振动、温度和基础位移等信息。
监测和预测性维护示例
风力发电机组维护活动范围广泛，技术人员通过详细的检查清单进行工作。一般来说，所进行的工作将包括：
·检查电气柜、齿轮箱、发电机、偏航系统和刹车
·评估叶片和叶片调角
·检查和紧固螺栓
·检查塔基
·测量油和润滑级别，采样，必要时更换 传动系统的校准
·评估机舱
·检查通风、空气过滤器和减震器
·修复裂纹和腐蚀
·检查轴承和连接
风力发电机组螺栓检查
最重要的例行维护活动之一是对螺栓进行扭矩检查。风力发电机组使用多达25000颗螺栓进行组装。它们在整个机组中用于基础、塔楼段、机舱内部以及将叶片连接到轮毂上。
风力发电机组技术人员
维护由专业的风电机组技术人员或行业中所称的“风能技术人员”进行。风能技术人员可能会在风电机组的施工和维护方面都有工作。
出于明显的原因，经验丰富的风能技术人员需求量很大。他们在超过100米的高处工作，并在机舱内部进行大量工作，机舱内部设有大部分电子元件和运动部件。如果你正考虑职业转变，你将需要合适的资格、不怕高度，并且能够在狭小的空间内工作。
风电机组技术人员的实用工具
风力涡轮机技术人员使用的几种不同类型的液压工具，包括：
液压扭矩扳手： 用于在紧固螺栓时提供精确的扭矩控制，确保螺栓的正确紧固，以避免过紧或过松。
液压螺栓拉伸器： 用于在紧固螺栓时提供均匀的张力，确保螺栓的稳定性和安全性。
螺母切割器： 用于移除损坏或卡紧的螺母，以便进行维护或更换工作。
塔架定位工具： 用于调整塔架的位置，确保塔架的准确对齐，以支持机组的稳定运行。
这些液压工具在风电机组的维护和修复过程中发挥着重要作用，可以帮助技术人员高效地进行工作，确保机组的性能和安全性。
对于风电机组技术人员来说，以下是一些有用的工具：
扭矩扳手： 用于紧固螺栓，确保其正确的扭矩，以避免松动或过紧。
振动分析仪： 用于监测涡轮机各部件的振动，帮助检测潜在的问题。
温度计和红外测温仪： 用于测量各个部件的温度，特别是电气元件和机械部件。
润滑设备： 用于对机组的机械部件进行润滑，确保其正常运转。
绝缘测试仪： 用于检测电气部件的绝缘性能，确保电气安全。
风速计和风向仪： 用于测量风速和风向，帮助预测机组的性能和可能的故障。
振动检测仪： 用于检测机组各部件的振动情况，从而判断是否需要维护或修复。
计算机化维护管理系统软件（CMMS）： 用于记录维护信息、生成维护计划以及发送维护提醒。
安全装备： 包括安全带、安全头盔、护目镜等，用于保障技术人员在高处工作时的安全。
手持工具： 如螺丝刀、扳手、钳子等，用于日常维护和修复工作。
个人防护装备： 包括手套、工作服、防护鞋等，确保技术人员在工作时的个人安全。
传感器和监测设备： 用于实时监测机组各部件的状态和性能，帮助预测可能的故障。
这些工具能够帮助风力涡轮机技术人员更有效地进行维护和修复工作，确保风力发电系统的稳定运行。
