產品概述

   雷視凈空系統集成機器視覺和毫米波測量技術，用于監測全天候風力發電機組塔架凈空距離的系統，包含設備與上位機軟件。可以實時監測到風機塔架凈空距離，以及變化趨勢。可以根據客戶的要求設置報警閾值，實現對風電場風機凈空較低時進行預警、顯示和歷史數據存儲，能夠實時監測被測機組葉片塔架凈空的運行狀態變化趨勢，該系統會通過主控進行機組控制。

系統原理

風力發電機組凈空系統可實現葉片凈空的實時測量，視頻和毫米波監測融合技術可以滿足白天、夜間、常規天氣監測，視頻凈空可以適應雨天監測，毫米波凈空可以滿足霧天凈空監測，工況適應性能達到98%工況覆蓋率，凈空系統可以穩定實時輸出凈空值給主控實時保護風機的安全運行。

大霧并且同時伴有大雨特殊天氣該系統無法正常監測凈空，會輸出天氣識別特征值給主控，主控系統可以根據天氣模式采用安全槳距角限功率運行。

視頻監控通過高清無畸變相機采集葉片運行畫面，輔以補光燈實現夜晚環境圖像采集，并通過屏蔽網線將圖像數據實時發送到凈空主機中。該系統應用計算機視覺技術，對圖像進行解析，計算葉片凈空值。

毫米波雷達采用頻段為80GHz，調制波形為調頻連續波（FMCW）雷達。主體安裝于機艙尾部（根據實際風電機組機艙內作業空間來確立），通過毫米波雷達主機發射錐形電磁波，實時監測風輪旋轉過程中葉片周期性經過該錐形區域時形成的葉片目標點，輸出葉片相對毫米波雷達的坐標位置信息。進一步通過坐標系轉換，計算葉片與塔筒間實時距離，即葉片實時凈空，視頻監測凈空值與毫米波監測凈空值進行融合計算后將計算凈空值實時傳遞到風機控制系統，主控系統根據凈空監測標志位選用凈空值，通過變槳或停機等手段實現小凈空（實際凈空小于設計最小凈空）保護，以預防葉片掃塔事故發生，保障風力發電機組安全運行。

其整體系統結構圖如下圖所示：

圖1凈空監測系統示意圖

雷視融合凈空監測案例

風力發電機組安裝凈空監測系統后，可實時查看風機視頻畫面、毫米波雷達 點云畫面、以及凈空時序波動變化。

 圖2某風電場雷視融合案例

小凈空案例

        某風電場安裝凈空監測系統后，機組在小凈空（實際凈空小于設計凈空）時 能夠及時做出停機保護，避免機組出現葉片掃塔事故。小凈空時的視頻畫面、葉 尖運動軌跡、毫米波點云成像畫面、轉速凈空時序變化如下圖所示，視頻凈空為 3.57m，毫米波凈空為 3.70m，觸發凈空小于 4m 收槳保護停機，有效保障了機組 安全。

圖表 3塔架凈空觸發預警停機案例

       在危險凈空觸發后到機組停機過程中，雷達監測葉片點云及計算凈空如下圖 所示，第一張圖葉片凈空 370cm，觸發凈空小于 4m 收槳保護停機，第二張圖葉 片凈空 856cm，機組已經開始收槳停機，第三張圖葉片凈空 2077cm，機組不斷收 槳、執行停機動作， 第四張圖，機組完成收槳并停機，葉片后緣朝向塔筒，此時 葉尖已經遠離塔筒，有效保障了機組安全

圖表 4塔架凈空觸發預警到停機過程點云效果