1. 產(chǎn)品概況

近年葉片尺寸越來越大，更大的掃風(fēng)面積，單機(jī)容量的大幅攀升，有助于度電成本的進(jìn)一步降低，但大葉片的結(jié)構(gòu)非線性與彎扭耦合效應(yīng)、葉片渦激振動(dòng)、呼吸效應(yīng)、高柔塔的整機(jī)復(fù)雜多體動(dòng)力系統(tǒng)等問題的耦合，加上制造難度更大、運(yùn)輸?shù)跹b乃至存儲(chǔ)支架損傷等難以避免，導(dǎo)致大葉片在風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行早期暴露出了前所未有的結(jié)構(gòu)損傷、開裂等失效問題，乃至葉片斷裂，進(jìn)一步引發(fā)風(fēng)機(jī)倒塔等重大經(jīng)濟(jì)安全事故，使得葉片損傷的早期識(shí)別與預(yù)警變得尤為重要。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片音頻監(jiān)測(cè)是一種利用音頻識(shí)別技術(shù)來分析風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片產(chǎn)生的聲音信號(hào)，以評(píng)估葉片的性能和運(yùn)行狀況的方法。

該技術(shù)通過采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片產(chǎn)生的聲音，并借助音頻識(shí)別算法對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行處理和分析。音頻是通過聲音信號(hào)中固有的特征來識(shí)別和鑒別物體的特征。在葉片音頻監(jiān)測(cè)中，通過對(duì)葉片聲音信號(hào)的特征提取和匹配，可以判斷葉片是否存在異常情況，如結(jié)構(gòu)損傷、疲勞裂紋、龜裂等。

2. 系統(tǒng)原理

   風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片音頻監(jiān)測(cè)通過音頻傳感器監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)葉片的聲音信號(hào)，音頻采集單元采集到葉片音頻信號(hào)后，傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。中心端部署智能算法進(jìn)行音頻信號(hào)處理，提取葉片運(yùn)行狀態(tài)特征信號(hào)，識(shí)別損傷。系統(tǒng)根據(jù)識(shí)別的損傷及程序變化趨勢(shì)進(jìn)行報(bào)警，支持運(yùn)維人員進(jìn)行檢查/維修/保護(hù)性運(yùn)行或停機(jī)等運(yùn)維決策，避免葉片發(fā)生重大失效乃至斷裂，保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行。

圖 1 葉片音頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拓?fù)鋱D

音頻傳感器為高靈敏度麥克風(fēng)，內(nèi)置放大電路，支持微小信號(hào)調(diào)節(jié)處理。現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)使用結(jié)構(gòu)膠粘貼于合適位置。并且，音頻傳感器內(nèi)置雷擊保護(hù)、電源極性反轉(zhuǎn)保護(hù)和電源保護(hù)措施，內(nèi)置AGC及DTS降噪信號(hào)微處理電路，防水、防潮、防塵性能好，符合 IP65標(biāo)準(zhǔn)，具有較高的可靠性。外形尺寸如下圖所示。

圖 2 音頻傳感器外形圖

   音頻采集器支持16K-48K 音頻高保真采樣滿足不同客戶對(duì)音質(zhì)的需求。可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)語音傳輸功能和云存儲(chǔ)功能，滿足客戶不同網(wǎng)絡(luò)的音頻應(yīng)用。提供客戶端SDK，允許其他平臺(tái)調(diào)用所有設(shè)備的實(shí)時(shí)音頻信號(hào)和在線、呼叫等狀態(tài)信息。可視化管理界面，用戶可通過客戶端操作界面一覽所有設(shè)備的工作狀態(tài)。采用動(dòng)態(tài)降噪算法，可強(qiáng)力消除或減弱特定的人說話聲音、音樂、汽車轟鳴等動(dòng)態(tài)噪音，突破傳統(tǒng)拾音器只能消除穩(wěn)態(tài)噪音的局限。

  3. 特殊案例舉例

  案例1：內(nèi)蒙烏力吉風(fēng)場(chǎng)32號(hào)機(jī)組2023-12-31到2024-01-12數(shù)據(jù)

圖3 內(nèi)蒙烏力吉風(fēng)場(chǎng)32號(hào)機(jī)組數(shù)據(jù)截圖