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在風電場的設(shè)備管理中，風電機組的安全運行是設(shè)備管理中首要考慮的問題。由于風電機組地處野外，不能實現(xiàn)實時設(shè)備外觀的檢查，特別是對于存在地質(zhì)隱患的區(qū)域，如泥石流、礦山開采、地震等自然災害，目前現(xiàn)場無法實現(xiàn)進行事前預控。

此外，風電機組的主要設(shè)備均運行在幾十米高的塔架上方，在風速、重力、葉片扭力的作用下，風電塔筒的螺栓和焊縫能否承受住設(shè)計載荷，特別是在極端風速下實現(xiàn)挺穩(wěn)定機及塔筒安全，均已成為風電行業(yè)所重視的課題。

基于以上考慮，在如此巨大的投資風險和設(shè)備安全管理的責任下，我們將更應關(guān)心風電機組的設(shè)備安全，特別是塔架的安全和風機著火兩大隱患問題，因為塔架的安全一旦出現(xiàn)問題，整個風電機組則必將損毀。開展風電機組塔筒安全采取在線監(jiān)測主要基于以下幾個原因。

運行環(huán)境惡劣

風電機組大多安裝在野外環(huán)境中，不可避免要長期受風沙、日曬、雨淋、鹽霧等侵襲。勢必帶來風機防腐方面的難題，國內(nèi)對于風機塔筒（架）底部基礎(chǔ)環(huán)外的防腐并未形成行業(yè)標準。大部分業(yè)主未進行有效的底部基礎(chǔ)縫隙的防腐處理。此外、由于部分風機所處環(huán)境晝夜溫差大，載荷變化頻繁，不同風機的基礎(chǔ)地質(zhì)條件也各不相同，以上多種因素造成風機運行環(huán)境惡劣，直接關(guān)系到設(shè)備的健康狀況，影響設(shè)備的使用壽命。

存在薄弱環(huán)節(jié)

目前，風電機組的設(shè)計壽命大多是20年，在這期間，每一個塔架螺栓至少要被力矩扳手拉伸40多次，這使螺栓接近設(shè)計疲勞期。同時，在實際的運行工況下風機必須適應在各種風速下運行，塔架螺栓和焊縫受各方向的剪切力，極有可能造成焊縫的應力集中或螺栓的過度疲勞，致使風機使用壽命降低。

設(shè)備健康狀況不佳

國產(chǎn)風電機組占有比例將越來越大，設(shè)備質(zhì)量良莠不齊。一方面源于風電產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)的快速發(fā)展，產(chǎn)能過剩引起設(shè)備質(zhì)量相對進口機組不是很高，另一方面是有些機組引進技術(shù)改造后存在國外的技術(shù)壁壘，致使部分國內(nèi)風電機組設(shè)備健康狀況不佳。

風電機組塔筒安全監(jiān)測的使用價值

風電機組塔筒安全在線監(jiān)測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測塔筒的傾斜度和塔基有角度的沉降量，通過高性能傾角傳感器感知每一秒內(nèi)塔筒頂部的晃動幅度和方向。同時根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的邊界條件，可以自動計算每一次小風條件下塔筒的穩(wěn)定變形，即傾斜度。

北微傳感基于先進的云計算和大數(shù)據(jù)能力，能實現(xiàn)風機運行與維護數(shù)據(jù)的全量上云，并打通實時數(shù)據(jù)鏈路，使得在云端可以對風機狀態(tài)進行實時查看、計算與分析。通過建立風機故障智能預警算法模型，能夠?qū)崿F(xiàn)提前對風機的潛在故障進行預警。同時使得風機群控變得更加智能化，大大提升風場的整體發(fā)電效率。風機傾覆監(jiān)測主要包括以下兩方面。

風電機組下塔不均勻沉降監(jiān)測

采用高精度傾角傳感器進行在線監(jiān)測。傾角傳感器應具有連續(xù)讀數(shù)、自動記錄和數(shù)字傳輸?shù)墓δ?。監(jiān)測風機塔筒下塔傾斜時，傳感器可安置在風機下塔塔筒內(nèi)。監(jiān)測地基基礎(chǔ)傾斜時，儀器可安置在基礎(chǔ)面上，以所測風機下塔或基礎(chǔ)面的水平傾角變化值反映和分析風機傾斜的變化程度。

風電機組上塔晃動角度監(jiān)測

風機塔筒上塔擺動屬于低頻擺動，由于風力發(fā)電機組結(jié)構(gòu)復雜，各部件相互影響，再加上外部風載的耦合作用，導致采集到的信號中包含大量噪聲，因此需對信號進行濾波。根據(jù)應用情況，消除振動、搖擺影響，提高產(chǎn)品角度精度，針對風機上塔擺動實施應用情況，可以使用動態(tài)傾角傳感器，通過陀螺儀、加速度計的組合以及卡爾曼濾波算法處理，可以減少動態(tài)時的噪聲影響，實現(xiàn)對風機在搖擺、振動等復雜環(huán)境下的運動姿態(tài)角度實時測量。

通過對塔筒底部和頂部傳感器數(shù)據(jù)的對比分析，有利于發(fā)現(xiàn)塔筒局部受力不均，變形不均的情況，這些對于提高風機運行壽命均有顯著意義。

綜上所述，傾角傳感器針對風電機組塔筒和下塔的安全監(jiān)測，對于整個風電行業(yè)的健康發(fā)展，對于風電行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新都是一個積極的方向。在風電發(fā)展更加重視設(shè)備質(zhì)量和安全發(fā)展的當今，積極推動風電機組塔筒安全在線監(jiān)測技術(shù)等先進技術(shù)應用，可以有效彌補風電機組自身設(shè)計不足、運行環(huán)境惡劣等因素帶來的安全隱患，可以有效減少風電機組設(shè)備重大事故的發(fā)生。

標簽： 傾角儀