摘要：针对风力发电机传动链中的三大部件——复合材料叶片、齿轮箱、发电机的故障诊断与健康监测的发展现状进行文献综述，总结该领域的研究现状及主要方法。综述风电装备中复合材料叶片、齿轮箱、发电机三大部件的主要故障特点、故障形式及诊断难点，并结合国内外相关文献系统地介绍并比较了现有的针对三大部件的故障诊断与健康监测方法，最后对该领域的发展方向进行了展望。

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0、引言

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得益于全球对清洁可再生能源的巨大需求及风电装备制造技术的长足进步，全球风电装机容量不断稳健攀升。据全球风能协会（GWEC）统计，截止至2018年底，全球风电装机容量达597 GW，其中中国成为第一个装机容量突破200 GW的国家，达216 GW，在全球总装机容量中占比超过36%，继续保持着全球风电龙头的地位，是名副其实的风电大国。

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当前，阻碍风电行业继续健康发展的一个重要因素是风电装备与传统化石燃料相比，单位能源的产出需要更高的成本。诺贝尔物理学奖得主、美国前能源部部长朱棣文指出大型风电装备运行安全保障的严峻性和必要性，高昂的运行和维护成本是该领域需要解决的重要问题[1]。风电装备多服役在人迹罕至的偏远地区或近海地区，且随着技术的发展，风电装备不断朝着大型化的方向发展，风电叶片直径不断攀升，造成安装重要设备的机舱距离地面也随之升高，给风电装备的运行维护带来了极大困难，推高了机组的维护成本。由于风电装备整体技术状况和风场条件等与西方发达国家存在一定差异，中国风电装备的运维成本在收入中占比居高不下，对于服役年限为20年的陆上风电机组，其维护成本在风场总收入中占比达10%~15%；对于海上风场，占比更是高达20%~25%[2]。风电的运维成本居高不下主要是由风力发电装备的运维模式决定的，目前多数风场采用定时检修的方法，潜在的故障不能被及时发现，而完好设备的重复检修也会增加运维成本。除此之外，不能及时判断故障来源，只能通过多种手段逐一排查也会带来巨大的运维成本。解决该问题的一个方案是发展风电机组的结构健康监测（SHM）系统，在预防灾难性事故发生的同时，延长风电机组的服役寿命，从而降低风电单位能源的产出成本，因此，针对风电行业发展SHM系统势在必行。

1、风电装备监测系统现状