混塔監(jiān)測（組件縫隙、錨索拉力）
2025-09-26 北京公司

1.產(chǎn)品概況

隨著國家能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和對新能源領(lǐng)域發(fā)展的重視，風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。風電機組數(shù)量逐年增加，每年為社會提供可觀綠色能源。同時，風電場的大量建設(shè)，也存在著風電場運行安全事故頻發(fā)的問題。隨著風電技術(shù)的發(fā)展，尤其是超高柔性塔筒得以大批量運用推廣，然而柔塔也帶來了共振、渦激振動等風險。隨著存量機組使用年限加長，塔筒螺栓失效，基礎(chǔ)開裂、不均勻沉降等成為僅次于風電機組安全鏈失效的風險點。這些安全隱患是個漫長的緩變過程，中期難以準確發(fā)現(xiàn)，一旦無法及時發(fā)現(xiàn)，可能造成倒塔等嚴重事故，存在著經(jīng)濟損失大、人員傷亡風險高的問題，負面影響尤為突出。因此，行業(yè)內(nèi)迫切需要對塔筒的安全與健康狀態(tài)進行在線實時監(jiān)測。

圖 1 風電機組倒塔案例

1.1系統(tǒng)原理

針對風力發(fā)電行業(yè)內(nèi)塔筒安全問題，陜西中科啟航開發(fā)出一套塔筒安全監(jiān)測系統(tǒng)，用于風電機組塔筒傾斜狀態(tài)、基礎(chǔ)沉降狀態(tài)、塔筒相對晃動及振動的塔筒狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，通過自主開發(fā)的專業(yè)計算軟件實時計算塔筒傾斜、基礎(chǔ)不均勻沉降與塔筒相對位移實時變化。系統(tǒng)采用高精度的傳感器對風機的塔筒進行全方位、有效地實時監(jiān)測，通過邊緣計算單元實時、同步、高速采集傳感器數(shù)據(jù)，利用強大數(shù)據(jù)處理和計算分析功能，準確輸出塔筒傾斜、基礎(chǔ)沉降和塔筒晃動幅度。

該系統(tǒng)不僅能夠為業(yè)主及維護方提供全方位的塔筒傾斜狀態(tài)、基礎(chǔ)姿態(tài)，還能實現(xiàn)對塔筒共振、塔筒異常振動和塔基傾斜狀態(tài)的異常識別，實現(xiàn)有效預(yù)警監(jiān)測。

1.2硬件說明

風力發(fā)電機組塔筒安全監(jiān)測系統(tǒng)由相對位移傳感器MT18、傾角儀MT200、邊緣采集單元和風場中控室的服務(wù)器組成。風機端邊緣采集單元進行傳感器數(shù)據(jù)采集，并通過風場環(huán)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至風場服務(wù)器拉格朗日系統(tǒng)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、分析、顯示。通訊協(xié)議為ModubsTCP，采樣頻率為20Hz。同時系統(tǒng)平臺運行多種預(yù)警算法，通過故障診斷模型實現(xiàn)異常狀態(tài)的監(jiān)測及預(yù)警。

具體配置如下圖所示。