声发射技术在风电叶片疲劳损伤中应用

随着全球气温上升的趋势，环保问题行动迫在眉睫。风能具备零碳排放的优势，目前，风力发电项目在我国北部地区（内蒙古-通辽、河北-秦皇岛、甘肃-酒泉、新疆-哈密）；沿海地区（江苏、福建、广东）；及其他多个地区建立完成。近年来，风电叶片的质量备受关注，早期安装的机组故障隐患频繁发生，在面对突如其来的狂风、雷击等自然环境影响因素，叶片疲劳损伤已成为普遍存在的安全隐患。

风电叶片断裂事故

风电叶片作为发电机核心部件之一，状态是否良好直接影响性能和发电效率，声发射（Acoustic Emission，AE）信号可以诊断风力发电机叶片损伤检测，可以排查早期未发现的损伤，以下某风电厂运行中叶片损坏事故。

该叶片长度43.5m，结构主要有挡雨环、尾缘梁、壳体、后缘、雷达系统、前缘、叶尖、梁帽等部分组成

利用北京采声科技有限公司声发射技术判断，在本监测过程中定时采集了波形流信号，从其中可以观察到一些特殊的现象。从下图可以看出每隔一段时间出现了近乎约四点几秒的具有准周期特征的音爆类型信号。对准信号进行放大可更清楚看清音爆信号的幅值增长与衰减过程，也可分辨出其在幅值上升阶段频率较高，在下降阶段频率有所降低。这种信号的产生判断为该叶片结构发生了颤振。很可能是结构有薄弱环节，在某些特定时刻如风速，偏航角，变桨角的情况下，叶片在抬升至9点状态时所受的重力和根部所受的弯矩最大，由此导致发生了瞬时的颤振。长期的颤振有可能导致结构受到疲劳损伤，发生大的结构破损断裂。因此，持续观察这种颤振的出现，监视其发展过程显得十分必要。