由于環(huán)境條件的限制，風(fēng)力發(fā)電場往往地處偏遠，且機組與地面的垂直距離*，因此風(fēng)電機組的維修成本極為昂貴。隨著風(fēng)力發(fā)電的需求不斷提高，面臨的主要課題之一就是在降低運營與維護（O&M） 成本的同時，提高風(fēng)電機組在不同狀態(tài)下工作和并闊的穩(wěn)定性。目前風(fēng)力發(fā)電的運維成本居高不下，因此對風(fēng)力發(fā)電的接受度亦有限。通過在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可以預(yù)診斷故障情況、判斷維修需求，協(xié)助風(fēng)場排定合適的維護作業(yè)，從而降低運營成本。
風(fēng)力發(fā)電一般均為反應(yīng)（Reactive）或損壞（Run-to-failure） 維護。隨著風(fēng)機大型化和近海、海上風(fēng)電的快速發(fā)展，風(fēng)機運維成本居高不下，其主要原因在于:1 ）無法隨時巡視維護-不同于其他發(fā)電設(shè)備，風(fēng)電機組難以排定維修人員隨時檢查維修。2） 高維護成本，由于必須前往偏遠地區(qū)，發(fā)電機組又架離地面*的距離，因此維護成本也較高。3） 故障機率高-齒輪箱與相關(guān)部件在設(shè)計時已刻意減輕其重量，因此較容易受到應(yīng)力影響而故障。此外，負載與作業(yè)條件均不斷變化，因此風(fēng)電機組必須承受更高的機械應(yīng)力。高應(yīng)力的條件之下，就更需要維護作業(yè)。
美國電力研究院（electric powerresearch institute , EPRI）已針對電力產(chǎn)業(yè)提供完整的案例研討，而反應(yīng)維護（持續(xù)運作機器直到故障為止）為zui低效能且zui高成本的發(fā)電設(shè)備維護方式。預(yù)防維護（Preventive maintenance） 是根據(jù)制造商建議的維護周期所進行，和反應(yīng)維護相比，約可省下24% 的成本。
預(yù)測維護（Predictivemaintenance） 則是基于狀態(tài)監(jiān)測而預(yù)測所需的維護作業(yè)，和反應(yīng)維護相比，約可省下47% 的成本。
狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的功能，就是連續(xù)監(jiān)測風(fēng)機關(guān)鍵部件并進行預(yù)診斷，以便操作人員相應(yīng)地排定維護從而避免重大損失。2011 年11 月份起，由國家*發(fā)布的《風(fēng)力發(fā)電機組振動狀態(tài)監(jiān)測導(dǎo)則》將正式實施。標準本身雖然是推薦性的，但是推薦性標準和強制性標準都是政府發(fā)布的，我國行業(yè)一般把國家標準作為zui低標準， 事實上推薦性標準幾乎也是強制執(zhí)行的?！?/span>導(dǎo)則》指出，海上風(fēng)電機組應(yīng)選擇采用固定安裝系統(tǒng)，陸上2MW以上（含2MW）風(fēng)電機組選擇采用固定安裝系統(tǒng)。陸上2MW以下風(fēng)電機組可選擇半固定安裝系統(tǒng)或便攜式系統(tǒng)。雖然我國現(xiàn)有風(fēng)機主流機型為1.5 MW ，但是隨著風(fēng)機大型化的趨勢，風(fēng)機制造商目前正在研發(fā)和推廣的大部分是2MW以上的機型，這就意味著越來越多的風(fēng)機制造商會把振動監(jiān)測系統(tǒng)納入其研發(fā)/集成體系。
目前，風(fēng)電總投資的65%以上都消耗在運行維護上，其中齒輪箱維護約占一半。按照深圳亞泰的實驗結(jié)果，安裝“多維度物聯(lián)網(wǎng)式風(fēng)機在線故障預(yù)警系統(tǒng)”后，風(fēng)電場將能夠至少降低齒輪箱80%的故障率和維護費用，約能節(jié)約總投資的17%。
深圳亞泰研發(fā)部供稿
2012/6/15
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