全球风能理事会（GWEC）发布的《全球风能报告2024》。显示，2023年，全球新增风电装机容量达117吉瓦，创下历史最高水平，报告预计，2025年全球海上风电新增装机也将再创新高，达到25GW。未来五年全球风电新增并网容量将达到680GW。风力发电作为绿色能源的重要组成部分，在我国能源结构中占据着越来越重要的位置。截至目前，国家能源局最新数据显示，我国可再生能源装机突破13亿千瓦，历史性超过煤电。其中，风电装机3.89亿千瓦，连续13年位居全球第一。风电发展势头强劲，装机规模的快速增长，为我国经济社会发展提供了更多的绿色动力。

引言：

风电混塔是一种将风电机组支撑在塔架上的结构，它可以提供更强的支撑力和更稳定的结构，从而提高风电机组的工作效率和寿命。风电混塔结构因其良好的稳定性和经济性成为风力发电机组的常见支撑形式。然而，风电混塔既要承受风机运转时的巨大载荷，又要面对复杂多变的自然和工作环境。这些因素都极大地影响了风电混塔结构的安全性能，使得实时数据检查成为不可或缺的环节。

一、混塔结构安全在线监测意义

在风电场的设备管理中，风电机组的安全运行是设备管理首要考虑的问题。风电机组地处野外，不能实现实时设备外观的检查，特别是对于存在地质隐患的区域，如泥石流、矿山开采、地震等自然灾害，目前现场无法实现进行事前预控。此外，风电机组的主要设备均运行在几十米高的塔架上方，在风速、重力、叶片扭力的作用下，风电混塔的螺栓和焊缝能否承受住设计载荷，特别是在极端风速下保证混塔安全，均已成为风电行业所重视的课题。

1、运行环境恶劣

风电机组的运行环境很多时候是及其恶劣的，比如大多数风电机组安装在山地、戈壁沙漠等野外环境，不可避免要长期受风沙、日晒、雨淋、盐雾等侵袭。势必带来风机防腐方面的难题，国内对于风机混塔(架)底部基础环外的防腐并未形成行业标准。大部分业主未进行有效的底部基础缝隙的防腐处理。此外、由于部分风机所处环境昼夜温差大，载荷变化频繁，不同风机的基础地质条件也各不相同，以上多种因素造成风机运行环境恶劣，直接关系到设备的健康状况，影响设备的使用寿命。

（左图）这是安装在高山上的风电塔。（右图）这是安装在戈壁沙漠的风电塔，

2、存在薄弱环节

目前，风电机组的设计寿命大多是20年，在这期间，每一个塔架螺栓至少要被力矩扳手拉伸40多次，这使螺栓接近设计疲劳期。同时，在实际的运行工况下风机必须适应在各种风速下运行，塔架螺栓和焊缝受各方向的剪切力，极有可能造成焊缝的应力集中或螺栓的过度疲劳，致使风机使用寿命降低。

3、设备健康状况不佳

设备质量良莠不齐。一方面源于风电产业在国内的快速发展，产能过剩引起设备质量相对进口机组不是很高，另一方面是有些机组引进技术改造后存在国外的技术壁垒，致使部分国内风电机组设备健康状况不佳。

有的风机可能因为设计原因或者环境因素等，发生倾斜，或者受力能力差，在极端的风速下就可能发生断裂，这都是非常危险的。

二、风电混塔结构安全检查的实施策略

哈尔滨全安测控技术有限公司在中鹤鸣湖风电场混塔19号和37号风机，北安风电场混塔8号和13号风机分别安装完成一套公司自主研发生产的DKF20风电结构安全动力监测系统。DKF20风电结构安全动力监测系统对混塔整机的结构基频进行实时监测。

在鹤鸣湖风电场的19号风机和37号风机共安装8台传感器，赵光风电场的8号和13号共安装8台传感器，四个风机的高度相同结构大致相同故在采取在相同的位置进行传感器安装检测，每个风机设置2个检测点，检测点分别设置在一级钢平台，二级钢混平台。每个检测点放置一个双分向传感器。具体安装位置如图所示：

1. 实时监测：实时显示返回的时域数据，通过观察幅值来判断风机的运行状态。右侧的频域曲线是通过时域数据1分钟计算更新一次，方便观察基频变化。实时监测功能具有时效性方便及时发现各种问题。

2. 采用先进的检查技术：单预应力锚索稳定性分析通过曲线、雷达图和偏离比表格三种形式反应锚索的稳定性。

3. 数据记录与分析：将检查结果记录下来，并进行分析比对，追踪潜在问题的发展趋势，为后续的维护和修复提供依据。

结论：

风电混塔结构的安全检查是确保风电场长期稳定运行的关键环节。通过实时检测，可以预防和及时处理安全隐患，延长风电混塔的使用寿命，并确保风电场的高效运行。风电场运营商应重视安全检查的必要性，投入必要的资源和精力，采取科学的策略，以实现风电混塔结构安全性的持续优化。

随着对风电混塔结构安全性研究的深入以及检查技术的不断进步，未来风电混塔的检查将更加高效、精准，风电产业的安全性和可靠性也将持续提升，为全球的可再生能源发展做出更大贡献。