?中國(guó)報(bào)告大廳網(wǎng)訊，2025年，全球風(fēng)電行業(yè)持續(xù)向高效化、智能化轉(zhuǎn)型，風(fēng)電變流器作為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心能量轉(zhuǎn)換組件，其技術(shù)可靠性直接影響風(fēng)電項(xiàng)目的發(fā)電效率與投資回報(bào)率。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前風(fēng)電變流器故障中，過(guò)熱故障占比達(dá)62%，因過(guò)熱導(dǎo)致的停機(jī)損失平均可達(dá)單臺(tái)機(jī)組日均發(fā)電量的35%以上。在此背景下，各類故障檢測(cè)技術(shù)不斷迭代升級(jí)，其中紅外技術(shù)憑借實(shí)時(shí)性強(qiáng)、非接觸式檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為風(fēng)電變流器過(guò)熱故障診斷的主流技術(shù)方向，相關(guān)技術(shù)的檢測(cè)精度與定位效率也成為行業(yè)技術(shù)升級(jí)的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)。以下是2025年風(fēng)電變流器行業(yè)技術(shù)分析。

  風(fēng)電變流器行業(yè)作為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的核心組件，其性能的穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)系到整個(gè)風(fēng)電系統(tǒng)的發(fā)電效率與運(yùn)行安全。然而，風(fēng)電變流器在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，由于復(fù)雜的工況條件，如頻繁的啟停、負(fù)載變化和環(huán)境溫度波動(dòng)等，加之自身復(fù)雜的電氣結(jié)構(gòu)和密集的電子元件布局，極易產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象。過(guò)熱會(huì)加速變流器內(nèi)部電子元件的老化，降低其使用壽命。此外，它還可能引發(fā)絕緣損壞、短路等嚴(yán)重故障，導(dǎo)致變流器停機(jī)，甚至造成整個(gè)風(fēng)電系統(tǒng)的癱瘓，給風(fēng)電場(chǎng)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

  現(xiàn)有風(fēng)電變流器故障診斷技術(shù)多基于電流信號(hào)、振動(dòng)信號(hào)等傳統(tǒng)檢測(cè)維度，通過(guò)分析電流與發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的關(guān)聯(lián)機(jī)制，或采用變分模態(tài)分解技術(shù)處理三相電流波形數(shù)據(jù)，提取故障特征向量后輸入深度置信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類決策。這些技術(shù)在電路故障診斷方面具有一定成效，但在過(guò)熱故障的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)定位上存在局限性。相比之下，紅外技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)風(fēng)電變流器表面溫度場(chǎng)的全方位、實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)，及時(shí)察覺潛在的過(guò)熱故障風(fēng)險(xiǎn)，為風(fēng)電變流器的安全穩(wěn)定運(yùn)行筑牢堅(jiān)實(shí)防線。

  一、風(fēng)電變流器紅外檢測(cè)技術(shù)的整體設(shè)計(jì)框架

  《2025-2030年中國(guó)風(fēng)電變流器行業(yè)市場(chǎng)深度研究與戰(zhàn)略咨詢分析報(bào)告》指出，風(fēng)電變流器在運(yùn)行過(guò)程中，電力電子器件會(huì)產(chǎn)生開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗。這些損耗會(huì)以熱量的形式釋放出來(lái)，如果散熱系統(tǒng)不能及時(shí)將熱量散發(fā)出去，就會(huì)引發(fā)過(guò)熱故障?；诩t外技術(shù)的風(fēng)電變流器過(guò)熱故障檢測(cè)技術(shù)通過(guò)圖像采集與處理、故障特征提取、故障診斷三大核心環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)熱故障的全流程監(jiān)測(cè)與識(shí)別，整體設(shè)計(jì)圍繞精準(zhǔn)捕捉溫度變化、高效提取故障特征、科學(xué)判定故障狀態(tài)展開。

  (一)風(fēng)電變流器紅外圖像的采集與處理方案

  鑒于風(fēng)電變流器故障檢測(cè)的實(shí)際需要，選用SESGX-Z3G9型紅外熱像儀開展檢測(cè)工作。操作時(shí)，將該熱像儀的探頭對(duì)準(zhǔn)風(fēng)電變流器，在風(fēng)電變流器運(yùn)行期間，其溫度上升并向外輻射電磁波。此外，為使紅外圖像中的高溫異常區(qū)域更加突出明顯，需要對(duì)采集到的紅外圖像展開處理。

  在利用紅外成像技術(shù)開展風(fēng)電變流器過(guò)熱故障檢測(cè)時(shí)，僅需聚焦圖像里包含目標(biāo)對(duì)象的區(qū)域。因此，要借助紅外圖像分割手段，提取出圖像中風(fēng)電變流器所在的區(qū)域。通常，在正常的紅外圖像里，風(fēng)電變流器區(qū)域的灰度值會(huì)比圖像背景區(qū)域高。

  (二)風(fēng)電變流器過(guò)熱故障的診斷方法

  為精準(zhǔn)定位風(fēng)電變流器的溫度異常區(qū)域，進(jìn)而判斷其是否出現(xiàn)過(guò)熱故障，依托上述構(gòu)建的過(guò)熱故障特征提取模型，對(duì)經(jīng)分割處理后的紅外熱成像圖像展開有效甄別，自動(dòng)篩選出溫度超出正常范圍的區(qū)域，這些區(qū)域即為潛在的過(guò)熱故障點(diǎn)。當(dāng)完成溫度異常區(qū)域的識(shí)別后，運(yùn)用改進(jìn)強(qiáng)化后的殘差網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)展開深度剖析。結(jié)合實(shí)際狀況設(shè)定一個(gè)閾值，此閾值取自電氣一次設(shè)備在正常工作時(shí)的相對(duì)溫差平均值。把計(jì)算得出的數(shù)值和該閾值作對(duì)比，若計(jì)算值小于閾值，表明風(fēng)電變流器運(yùn)行狀態(tài)正常;若計(jì)算值大于閾值，則意味著風(fēng)電變流器的發(fā)熱點(diǎn)溫度超出正常范圍，存在過(guò)熱故障，通過(guò)這種方式就能檢測(cè)出風(fēng)電變流器的過(guò)熱故障情況。

  二、風(fēng)電變流器紅外檢測(cè)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試與效果驗(yàn)證

  為驗(yàn)證基于紅外技術(shù)的風(fēng)電變流器過(guò)熱故障檢測(cè)技術(shù)的有效性和準(zhǔn)確性，選取一臺(tái)實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)電變流器作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。該變流器具有典型的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)，能夠代表實(shí)際風(fēng)電場(chǎng)中變流器的工作狀態(tài)。同時(shí)，選擇高準(zhǔn)確度、高分辨率的紅外熱像儀，其測(cè)量范圍能夠覆蓋風(fēng)電變流器表面溫度的變化范圍，測(cè)量準(zhǔn)確度滿足實(shí)驗(yàn)要求。該紅外熱像儀的各項(xiàng)參數(shù)見表1。

  在測(cè)試過(guò)程中，將紅外檢測(cè)技術(shù)與現(xiàn)有兩種主流故障檢測(cè)方法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，并選擇一個(gè)溫度、濕度相對(duì)穩(wěn)定，通風(fēng)良好的室內(nèi)場(chǎng)地作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，以減少外界環(huán)境因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。同時(shí)，選取三種方法的溫度檢測(cè)結(jié)果與過(guò)熱故障定位結(jié)果作為實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性。

  三、全文總結(jié)

  本文圍繞2025年風(fēng)電變流器行業(yè)技術(shù)發(fā)展需求，深入研究了基于紅外技術(shù)的風(fēng)電變流器過(guò)熱故障檢測(cè)技術(shù)。通過(guò)構(gòu)建“圖像采集與處理-故障特征提取-故障診斷”的完整技術(shù)框架，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)電變流器過(guò)熱故障的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，選用SESGX-Z3G9型紅外熱像儀完成圖像采集，通過(guò)閾值分割法處理圖像，依托Retinex算法構(gòu)建故障特征提取模型，結(jié)合殘差網(wǎng)絡(luò)與相對(duì)溫度差法實(shí)現(xiàn)故障精準(zhǔn)診斷。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證表明，該技術(shù)在溫度檢測(cè)準(zhǔn)確度和故障定位精度上表現(xiàn)優(yōu)異，相較于傳統(tǒng)方法優(yōu)勢(shì)顯著。該技術(shù)的應(yīng)用能夠有效降低風(fēng)電變流器過(guò)熱故障導(dǎo)致的停機(jī)損失，提升風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，對(duì)推動(dòng)風(fēng)電變流器行業(yè)技術(shù)升級(jí)具有重要意義。未來(lái)，可進(jìn)一步優(yōu)化算法模型，提升技術(shù)在極端工況下的適應(yīng)性，拓展其在風(fēng)電變流器全生命周期運(yùn)維中的應(yīng)用場(chǎng)景。

更多風(fēng)電變流器行業(yè)研究分析，詳見中國(guó)報(bào)告大廳《風(fēng)電變流器行業(yè)報(bào)告匯總》。這里匯聚海量專業(yè)資料，深度剖析各行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)與趨勢(shì)，為您的決策提供堅(jiān)實(shí)依據(jù)。

更多詳細(xì)的行業(yè)數(shù)據(jù)盡在【數(shù)據(jù)庫(kù)】，涵蓋了宏觀數(shù)據(jù)、產(chǎn)量數(shù)據(jù)、進(jìn)出口數(shù)據(jù)、價(jià)格數(shù)據(jù)及上市公司財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)等各類型數(shù)據(jù)內(nèi)容。