海上风机病害分析

风力发电机是将风能转换成机械能，再把机械能转换成电能的大型机电设备，单个风电机组包括叶片、风机、塔筒和基础部分。为了实现最大能量产出效率，海上风场需要设立在离岸区域，并且实现无人化管理。因此，风机的结构直接暴露于多变甚至极端气候环境条件中，极易受到台风、热带气旋、地震、波浪、雷击和暴风雪的影响。

这些共同因素使得风机在工作中受到的荷载情况多变且不确定，在不同工况组合下产生了较高的机械应力，结构失稳破坏是风机最常见的故障之一。

引起海上风机病害的主要原因分为两种，一是动静荷载反复作用引发病害；二是基础失稳引发病害。

荷载类破坏：对于海上风机，强台风和波浪共同作用带来的影响是风机结构监测中不可忽视的因素。中国很多地区处于地震多发带，对于陆上和海上风电场，地震荷载同样值得关注，以确保风电场的稳定运转。荷载过大会引起塔筒及叶片的压屈破坏。

基础失稳破坏：海底地质条件、设计方案、施工工艺等因素都会造成风机基础产生不均匀沉降或沉降过大，高速运转的风机转轴对基础沉降要求特别严格，必须将沉降控制在允许的范围之内，才能保证风电机组设备正常运转。

鉴于上述特点，风机的主要监测测项为基础结构应力应变，基础不均匀沉降、塔筒倾斜（姿态）及振动等。