總覽

風(fēng)機葉片的狀態(tài)監測系統BLADEcontrol是由魏德米勒所研發(fā)，已經(jīng)在各型風(fēng)機上成功應用了3000余套。

隨著(zhù)風(fēng)力發(fā)電規模和技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)電機組大型化趨勢越來(lái)越明顯，風(fēng)機葉片的尺寸也不斷上升。葉片長(cháng)度的增加，在增大風(fēng)能捕獲效率的同時(shí)，也增大了葉片斷裂損壞的概率。通常葉片發(fā)生斷裂的主要原因包括生產(chǎn)過(guò)程中工藝控制不良，葉片根部局部區域樹(shù)脂固化不完全導致的強度、剛度降低，風(fēng)速超限，風(fēng)電機組失速，電氣故障以及雷擊等。隨著(zhù)運行年限的增加，目前對于風(fēng)機葉片狀態(tài)的監測的不足，導致葉片的運維水平遠遠落后,使得葉片失效無(wú)法預測，在生產(chǎn)中無(wú)法發(fā)揮其正常效能，而造成發(fā)電量和安全的損失。

無(wú)論從安全角度，還是經(jīng)濟效益出發(fā)，如何監測葉片的運行狀態(tài)的研究具有極其重要的意義。

風(fēng)機葉片的狀態(tài)監測系統BLADEcontrol平臺在生產(chǎn)系統架構中的位置如下圖所示，覆蓋了Level0、Level1、Level2層級。

風(fēng)機葉片的狀態(tài)監測系統BLADEcontrol平臺可以實(shí)現對于風(fēng)機葉片的振動(dòng)傳感、狀態(tài)評估、故障診斷、狀態(tài)趨勢預測、維護管理等功能。如下圖所示。

系統架構

風(fēng)機葉片狀態(tài)監測系統BLADEcontrol平臺的架構如圖所示。其中硬件主要包括高精度加速度傳感器、數據采集測量單元，機艙內的無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)和數據評估服務(wù)器等。軟件主要包括狀態(tài)監測與健康管理系統以及葉片狀態(tài)異常的報警系統。

功能

葉片狀態(tài)監測系統，通過(guò)高精度的加速度傳感器進(jìn)行葉片擺振和揮舞方向的振動(dòng)信號采集，再通過(guò)人工智能特定的算法和數據模型確定該葉片的固有頻率模型。葉片振動(dòng)模型建立后，葉片的在線(xiàn)狀態(tài)監測系統進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集、計算、分析，對于葉片發(fā)生的異常狀態(tài)給出警告或報警信號。

通過(guò)該葉片狀態(tài)監測系統，可以及時(shí)發(fā)現葉片的外部損傷、雷擊損傷、內部結構損傷、動(dòng)態(tài)不平衡等葉片本身出現的問(wèn)題，同時(shí)可以精確檢測到葉片在冬季的覆冰情況，做到精準啟停機，增加生產(chǎn)效益，降低安全風(fēng)險。 

特點(diǎn)

• 風(fēng)機葉片狀態(tài)監測系統BLADEcontrol的突出特點(diǎn)如下：

• 異常狀況的檢測：基于每臺設備日常運行狀態(tài)的數據積累，可以第一時(shí)間發(fā)現風(fēng)機葉片的異常狀況。

• 異常狀況的定位：異常狀況發(fā)現后，可以快速定位故障點(diǎn)和故障原因，減少故障排查時(shí)間，縮小排查范圍。

• 可預測的維護：故障可以提前預測，所以計劃外的停機可以被避免，大幅提升風(fēng)機設備的可使用性。

• 可預測的質(zhì)量管控：持續地監控風(fēng)機葉片的質(zhì)量及其質(zhì)量偏差趨勢，避免大量的產(chǎn)品測試工作同時(shí)減少原物料的浪費，便于預測葉片的庫存管理。

• 能源分析：持續地對于風(fēng)機的發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行監控，給出優(yōu)化建議，通過(guò)減少負載波動(dòng)、避免負載不平衡來(lái)降低成本，同時(shí)，可預測性維護可大幅提升風(fēng)機及葉片的預期壽命，進(jìn)而進(jìn)一步降低度電成本。 

可視化

軟件一級界面使用圖例清晰簡(jiǎn)便表示各傳感器在葉片上的安裝位置和方向，當系統報警發(fā)生時(shí)，清晰方便的可以看到產(chǎn)生故障的葉片和報警信息，便于查看和分析；

葉片狀態(tài)監測與分析軟件，擁有友好的人機交互平臺界面、強大的分析診斷能力和專(zhuān)家功能，安裝于風(fēng)電場(chǎng)現場(chǎng)服務(wù)器。主要包括監測模塊、風(fēng)機狀態(tài)數據庫。后臺數據管理模塊需不間斷地接收和保存各機組各測點(diǎn)的狀態(tài)信號（振動(dòng)數據、機組工況數據等）、統計量等信息，包括所有振動(dòng)測點(diǎn)特征值、時(shí)域波形等數據，方便用戶(hù)隨時(shí)調用任何時(shí)刻的測試數據以進(jìn)行圖譜分析，用來(lái)保存風(fēng)場(chǎng)、風(fēng)機信息，以及報警歷史、狀態(tài)數據等。

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