近日，由中国电力企业联合会组织，国家能源集团龙源电力承担的“组剩余寿命、健康状态评估及可持续经济运行研究”科技项目鉴定评审，来自清华、南航等单位的资深专家一致认为该项目相关技术达到国际领先水平。

为什么要给风机寿命评估？

背景现状

据中电联公布的我国风电装机数据所显示，截至2022年：

1、达到20年运行年限的风电项目总装机容量约为34.8万千瓦。

2、在运15-20年的老旧风电场总装机容量达到345万千瓦。

3、在运10-15年的老旧风电场总装机容量达到682.4万千瓦。

   未来5-10年，中国风电市场将面临大批量老旧风电机组达到设计寿命，国内尚未形成服役期满风电机组安全可靠性评估国家标准和技术。如何延长设备寿命、深度挖掘潜在能力、充分利用可再生资源将成为关键所在。因此，开展老旧风电机组剩余寿命与健康状态研究将对保障机组设备安全、可靠运行具有深远意义。

当前我国风电机组剩余寿命计算和健康状态评估技术研究主要困境有哪些？

   1、存档资料缺失

   风电机组设计技术资料缺失导致的老旧机组建模困难

   2、计算难度较大

   风电机组整机和关键部件的剩余寿命计算方法单一且准确性较差

   3、缺乏系统评估

遇到困境怎么办？

   国家能源集团龙源电力所属工程技术公司率先开展科技攻关。

采用非线性模型和计算流体力学相结合的方法，综合考虑风速和湍流强度在垂直高度的分布特性及其对尾流的影响，提高特定场址风资源评估的准确度。

同时，创新性的采用“三维激光扫描+现场切割测绘+控制逻辑反演”的方法对风电机组关键部件进行逆向重构。

   建立了风电机组数字化模型，突破了老旧机组模型缺失的难题。

怎样开展寿命评估？

实际开展时，他们基于载荷类比、结构强度与疲劳、概率统计和可靠性分析，进行综合计算。

1、依据老旧风电机组实际运行状态，首先采用载荷类比法进行剩余寿命计算。

2、对计算结果与机组的设计寿命相近的老旧机组，进行基于数值分析法和结构可靠性的剩余寿命计算，确定机组结构危险点。

3、再通过不确定度分析及敏感度的分析，提升计算结果的可靠性，进而指导机组后期运维策略。

利用该方法对某风电场机组开展多层次寿命计算分析，发现该机型叶轮叶根部位是机组的薄弱点，并成功获得该风电场机组剩余寿命。

同时依托现场资料分析、技术检查、无损检测、长期跟踪分析和破坏性检测，建立风电机组健康状态三级评估体系。

基于现场资料分析和现场定期巡检的一级评估

基于常规技术检查和无损检测的二级评估

基于长期跟踪分析和破环性检测的三级评估

技术成果

   1. 该项目已立2项行业标准

   2. 1项国家能源集团企业标准

   3. 1个应用规程、6篇技术报告

   4. 2项发明专利、6项实用新型专利

   5. 相关技术成果已应用于服役期满20年的250余台风电机组剩余寿命与健康状态评估中，平均可延寿10年，预计延寿期内将创收8.08亿元。

   这些国家、企业标准和规范的建立，为风电运营企业提供了最终决策依据和条件，填补了国家和地方相关风电新能源政策的空白，对保障存量机组安全、可靠运行，推动风电产业和市场的健康、可持续发展发挥了重要作用。