風電葉片全生命周期運行技術解決方案01 02 03 04葉片設計階段

葉片生產階段

葉片運行階段

葉片回收階段標準材料工藝聯合開發、自主設計

后市采購\

離線檢測在線監測

無害化高利用值2/45 風電運維市場形勢概述在役葉片智能檢測技術1.風電運維市場形勢概述|行業概況近五年新增和累計風電裝機容量

累計裝機容量,

風電裝機量止跌回升 2018年20953累計裝機容量,累計裝機容量,2016年,16873

2017年,188392018年，行業迎來“回暖期”。全國新增裝累計裝機容量, 2015年,14536單位：萬千瓦累計裝機容量,單位：萬千瓦2014年,11461

機容量結束“兩連跌“，達到2114萬千瓦。截至2019年底，全國累計裝機容量達到億千瓦，連續9年位居世界第一。新增裝機容量,2014年,2320

新增裝機容量,2015年,3075

新增裝機容量, 新增裝機容量2016年,2337 2017年,1966

新增裝機容量, 預計2020年累計裝機將會達到3億千萬。2018年,21142014年2015年2016年2017年2018年新增裝機容量2014年2015年2016年2017年2018年新增裝機容量23203075233719662114累計裝機容量11461145361687318839209534/45 1.風電運維市場形勢概述|平價時代風火同價的基礎：風電技術持續進步9500

9000

7200

6900注：數據來自國家發改委可再生能源研究中心5/45 風電運維市場形勢概述|風電后市場風電服務大趨勢國內產能過剩及風火同價風電服務大趨勢國內產能過剩及風火同價機銷售業務的利潤將進一步被壓縮；市場，成為各家整機企業、專業運維公司競爭的新陣地。（東北能源網）風電服務市場前景到2020年，11萬臺風機都將出質保；風電后市場規模近年均保持10%以上增速；（前瞻產業研究院）6/45 風電運維市場形勢概述在役葉片智能檢測技術長期循環載荷運行條件導致復合材料提前疲勞退化主要材料：玻璃纖維、環氧樹脂、長期循環載荷運行條件導致復合材料提前疲勞退化主要材料：玻璃纖維、環氧樹脂、芯材（輕木/PVC泡沫）、結構膠、涂層生產過程質量運輸、吊裝等運行環境惡劣：強風、雨蝕、鹽霧、雷擊等8/45 在役葉片智能檢測方案|在役葉片失效背景風力發電機大部件故障數統計圖

現場服役風力葉片損傷故障率高葉片結構健康對風場收益影響極大--占總故障>40%葉片結構健康對風場收益影響極大現場服役風力葉片損傷后果--葉片失效占發電量損失>40%風力發電機生產成本高--葉片成本占機組超過20%服役風機葉片更換成本高99/45 2.在役葉片智能檢測方案|在役葉片失效背景裂紋褶皺…>50%服役葉片失效裂紋褶皺…開裂 褶皺分層 干紗10/45 2.在役葉片智能檢測方案|在役葉片檢測意義11/45 11/45 超長葉片成技術發展趨勢P=2AUa(1a)32D 增加風輪面積有效提高氣體輸出功率更長葉片對材料、工藝嚴峻挑戰提前預警、提前修復，防微杜漸統計初始損傷，反哺前端設計建立健康檔案，預測剩余服役壽命葉片結構健康，保障發電收益2.在役葉片智能檢測方案|葉片檢測現狀12/45 膠粘狀態檢測分層等缺陷檢測產品出廠質檢制造12/45 膠粘狀態檢測分層等缺陷檢測產品出廠質檢制造服役葉片檢測塔底目視檢查吊籃平臺檢查吊籃平臺檢查13/45 葉片出廠檢測采用目視方法13/45 葉片出廠檢測采用目視方法觀察葉片內外表面褶皺、裂紋等缺陷；采用超聲探傷儀檢測內部膠粘狀態。缺點：檢測精確度低傳統超聲儀檢測效率低無法進行數據成像2.在役葉片智能檢測方案|葉片檢測現狀服役葉片損傷檢測服役葉片損傷檢測采用塔底目視法觀察葉片外表面人員進入葉根目視法檢測內表面

采用吊籃形式通過人工目視役葉片結構健康狀態。缺點：目視法檢測精確度低45手持超聲儀檢測效率低4514/14/主動激勵法被動法主動紅外被動紅外服役葉片缺陷檢測技術在役葉片智能檢測方案|葉片復合材料檢測技術主動激勵法被動法主動紅外被動紅外服役葉片缺陷檢測技術連續實時地對風電場服役葉片進行監測。應變振動連續實時地對風電場服役葉片進行監測。應變振動聲發射主動聲發射被動聲發射電測法光測法機械測法15/45 X射線超聲機器視覺紅外渦流15/45 X射線超聲機器視覺紅外渦流機器人無人機離線檢測單點超聲相控陣超聲激光超聲空氣耦合超聲風電運維市場形勢概述在役葉片智能檢測技術運達智慧運維解決方案|運達技術方案技術成熟度安全可靠性檢測成本技術成熟度安全可靠性檢測成本“光纖傳感器 在線監測”光纖振動傳感器提取信號的振幅、強度、頻率等特征參數光纖載荷傳感器實時監測葉片載荷變化

“機器人載體 光學&超聲掃描”機器人載體精確控制姿態、位移及超聲探頭相對位置自動掃描全自動掃描過程減少人工作業實時轉換大數據數據挖掘優化算法提高精度

高耦合度提前浸潤被測表面，減少聲阻抗，提高超聲檢測精度攝像系統高清攝像系統行進中拍攝被測表面，自動辨識表面裂紋1717/45 3.運達智慧運維解決方案|在線監測智能改造方案葉根處安裝4個載荷傳感器葉中1/3處安裝1個振動傳感器葉中1/3處安裝1個振動傳感器系統主控柜安裝解調儀（12通道）

信號采集控制線路方案ChordwiseSpanwiseChordwise18/45 3.運達智慧運維解決方案|在線監測智能改造方案19/4519/45 20/45光纖振動傳感器安裝光纖載荷傳感器安裝信號線及解調儀安裝裂紋擴展實時檢測自動采集提高效率減少人為提高精度3.運達智慧運維解決方案|在線監測智能改造方案20/45光纖振動傳感器安裝光纖載荷傳感器安裝信號線及解調儀安裝裂紋擴展實時檢測自動采集提高效率減少人為提高精度3.運達智慧運維解決方案|離線檢測機器人技術檢測機器人研制關鍵技術檢測機器人研制關鍵技術SandiaWindBladeReliabilityRobot（U.S.）

InnoraRobotics：RoboticWindTurbineTesting21/4521/45 3.運達智慧運維解決方案|服役葉片智能檢測方案損傷探測系統 輔助系統運動控制系統 路徑規劃系數據采集處理系統損傷探測系統 輔助系統運動控制系統 路徑規劃系數據采集處理系統 安全保障系統損傷探測系統正視圖傷共168發射、接受晶元檢測葉片內部深處損傷

覺圖像識別、特征提取自BDR-01葉片智能檢測機器人22/45 損傷探測系統 輔助系統運動控制系統 損傷探測系統 輔助系統運動控制系統 路徑規劃系數據采集處理系統 安全保障系統側視圖 側視圖 輪電動控制、進退自如 輪耦合、精準控制運動控制系統超聲探頭、運動機構與葉片復雜曲面柔性貼合及精準控制。BDR-01葉片智能檢測機器人23/45 3.運達智慧運維解決方案|服役葉片智能檢測方案損傷探測系統 輔助系統運動控制系統 路徑規劃系數據處理系統 損傷探測系統 輔助系統運動控制系統 路徑規劃系數據處理系統 安全保障系統動辨識、快捷準確

ifi信號遠距無線傳輸數據處理系統數據處理系統數據無線傳輸及視覺超聲檢測結果自動辨識。BDR-01葉片智能檢測機器人24/45 損傷探測系統 輔助系統運動控制系統 損傷探測系統 輔助系統運動控制系統 路徑規劃系數據處理系統 安全保障系統多重安全多重安全設計、保障本體及風機安全。 纜確保安全、拖曳運行電控負壓、強勁吸力常閉設計、保障安全示機器人移動、吸附、檢測三種工作狀態指示燈 背視圖安全保障系統BDR-01BDR-01葉片智能檢測機器人25/45 損傷探測系統 輔助系統運動控制系統 損傷探測系統 輔助系統運動控制系統 路徑規劃系數據處理系統 安全保障系統BDR-01葉片智能檢測機器人BDR-01葉片智能檢測機器人葉片曲面三維掃描、自適應訓練檢測路徑規劃。 描三維掃描、實時感知規劃路徑、自動作業路徑規劃系統26/45 損傷探測系統 輔助系統運動控制系統 損傷探測系統 輔助系統運動控制系統 路徑規劃系數據處理系統 安全保障系統提高超聲探測精度、吸盤吸力及清潔葉片表面。提高超聲探測精度、吸盤吸力及清潔葉片表面。 抗去除多余水分 面電控運行、提前清掃精度BDR-01葉片智能檢測機器人輔助系統27/45 3.運達智慧運維解決方案|服役葉片智能檢測方案實地勘測反哺設計精細優化突出實用 實地勘測反哺設計精細優化突出實用運達股份-平湖公司-5MW風電機組

28/45 3.運達智慧運維解決方案|運達離線檢測技術方案實施原則安全第一450mm660mm450mm

效率優先

控制成本550mm側視 俯視 正視29/45 3.運達智慧運維解決方案|機器人檢測流程機器人吊裝 大梁定位 規劃路徑 機器視覺超聲檢測收回收回30/45 3.運達智慧運維解決方案|損傷檢測機器人測試BDR-01BDR-0BDR-01BDR-02技術規格參數值工作空間1020cm2有效載荷≥15kg本體質量55kg本體移動速度1.2m/s檢測速度0.12m/s檢測深度≥0.06m檢測精度0.004m（直徑圓）防風等級20m/s防雨等級IP55防雷等級防護感應雷外形尺寸長寬高不大于1200×620×600mm工作電源220V交流電第二代產品改進 多重測試提升性能①實驗室環境葉片損傷檢測試驗試驗階段②地面全尺寸葉片機器人運行測試試驗階段③檢測機器人安全性測試④檢測機器人風電現場測試⑤防滑落微型輔助機器人開發31/45 32/45 32/45 ①實驗室環境葉片損傷檢測試驗對機器人-超聲機電集成效果進行測試統計現有葉片損傷類型，共五類17對機器人-超聲機電集成效果進行測試統計現有葉片損傷類型，共五類17同類型、位置、大小的缺陷/損傷，基本涵蓋目前葉片損傷類型范圍分析了檢測速率等參數對檢測結果的影響實驗室測試 實驗室測試33/45相控陣超聲測試3.運達智慧運維解決方案|損傷檢測機器人測試33/45相控陣超聲測試①實驗室環境葉片損傷檢測試驗（第一類損傷：豎裂紋）損傷編號類型寬度mm長度mm深度mm（1）豎狀裂紋26022（2）豎狀裂紋210222（3）圓孔4（直徑）6.5（4）豎狀裂紋4.54115（5）豎狀裂紋4.5601434/45 34/45 相控陣超聲測試①實驗室環境葉片損傷檢測試驗（第二類損傷：橫裂紋）損傷編號類型寬度mm長度mm深度mm（6）橫狀裂紋1.65217（7）橫狀裂紋1.55616（8）橫狀裂紋4.13410（9）橫狀裂紋4.4708（10）左圓孔右圓孔直徑）直徑）196.535/45 ①實驗室環境35/45 ①實驗室環境葉片損傷檢測試驗（第三類損傷：斜裂紋）相控陣超聲測試損傷編號類型寬度mm長度mm深度mm（11）斜狀裂紋1.86516（12）斜狀裂紋1.65117（13）斜狀裂紋57810（14） 圓孔 5（直徑） 31.536/45 ①實驗室環境葉片損傷檢測試驗（第四類損傷：缺膠）36/45 ①實驗室環境葉片損傷檢測試驗（第四類損傷：缺膠）損傷編號類型寬度mm長度mm深度mm（15）腹板缺膠56040（16）腹板缺膠26040①實驗室環境葉片損傷檢測試驗（第四類損傷：缺膠）3.運達智慧運維解決方案|①實驗室環境葉片損傷檢測試驗（第四類損傷：缺膠）3737/45 運達智慧運維解決方案|損傷檢測機器人測試①實驗室環境葉片損傷檢測試驗（檢測速率影響）圖像穩定性需要進一步提升采用90ml/1min的蠕動泵進行管路供水可以滿足要求檢測速度為0.18m/s時達到穩定性和速率多目標優化38/45 3.運達智慧運維解決方案|損傷檢測機器人測試③檢測機器人安全性測試通訊中斷測試防雷保護測試抗瞬間電流干擾外殼上安裝電氣設備的保護接地裝置設計安裝三角形排列的頂線，防雷保護線通訊中斷測試防雷保護測試抗瞬間電流干擾外殼上安裝電氣設備的保護接地裝置設計安裝三角形排列的頂線，防雷保護線39/45 3.運達智慧運維解決方案|損傷檢測機器人測試40/45 運達智慧運維解決方案|損傷檢測機器人測試⑤防滑落微型輔助機器人開發等因素導致機器人滑落的風險INNORARobotics保護機器人本體及風機塔筒INNORARobotics國外使用套繩方案構建機器人最后一道安全防線多重安全高性能強力吸盤高強度拖曳電纜多重安全41/4541/453.運達智慧運維解決方案|效果對比人工檢測 智能檢測測量精度人工肉眼檢測精度低，且僅限于表面容易誤判；人工手持超聲檢測效率低，數據不連續。

測量精度采用機器人智能檢測，能夠實現葉片大梁內部結構連續性檢測，測量精度能達到毫米級。測量效率現場葉片手持超聲檢測受人工、環境及吊籃穩定度影響較大，效率極低。

測量效率智能檢測機器人通過葉片損傷自動辨識以及自動化探傷，50米葉片檢測時長在4小時以內，比目前手動測量效率提升3倍以上，極大減少停機時間。在役葉片兩種檢測方式效果提升對比 在役葉片兩種檢測方式效果提升對