葉片掃塔防治及凈空監測技術應用2024年4月28日目

錄背景與挑戰發展趨勢解決方案12301背景與挑戰背景與挑戰行業趨勢技術方向風險隱患?

更低的成本?

輕量化葉片?

超長柔性葉片?

葉片質量隱患?

更好的發電性能?

掃塔風險大?

惡劣工況適應性差掃塔事故發生隨機、葉片易損傷發電量損失大：減少無意義的凈空控制風場環境、氣候多變存量、新增機組數量多數據有效性高于95%可適應各種雨雪霧沙塵、陸上海上等氣候地形性價比高、安裝便捷維護簡單、預警可靠精度越高電量損失越小?HNCERI2020.AllRightsReserved背景與挑戰①

大葉片、高塔架風力發電機組在運行過程中，由于柔性塔架及葉片輕量化設計，葉片與塔架易出現動態凈空距離小于機組設計的最小凈空距離。②

如果發生葉片掃塔，輕則需要更換葉片，重則出現倒塔事件，將會造成很大的成本損失和發電量的損失。塔架凈空監測尤為重要。③

通過機組變槳控制進行凈空保護會帶來比較大的發電量損失。?HNCERI2020.AllRightsReserved背景與挑戰最高?HNCERI2020.AllRightsReserved02發展趨勢發展趨勢工業化信息化數字化智能化計算機仿真分析大部分故障預警風電場智慧運維大數據技術降工業4.0本人工智能全生命周期的風電場能源管理系統以數字化方式實現風電在能源消耗革命進程中的歷史使命人工智能新型傳感物聯網技術?HNCERI2020.AllRightsReserved發展趨勢?HNCERI2020.AllRightsReserved03解決方案userid:656793,docid:161519,date:2024-06-02,葉片凈空監測葉片凈空監測采用機器視覺技術、毫米波技術，通過安裝在機艙底部的攝像頭或毫米波雷達，實現葉尖與塔筒距離的實時監測。可以根據需要設置報警閾值，當凈空距離超過報警值時，該系統會通過主控進行機組控制。通過機組主動控制避免掃塔事故的發生，同時可以減少由于機組過保護造成的發電量損失?HNCERI2020.AllRightsReserved葉片凈空監測凈空監測機組防掃塔系統通過毫米波雷達獲取目標葉片的準確距離結合系統安裝的位置以及機組的幾何位置信息，從而得到葉片前端相對于機艙塔筒的距離。假設以5米作為緊急停機閾值，機組凈空可在1/3周期內提升提空距離5米以上，可充分保障機組運行安全。?HNCERI2020.AllRightsReserved葉片凈空監測葉片健康狀態預測發電性能提升監控系統

主控邏輯發電量損

保護發電無凈空保

監控系統凈

主控邏輯保風況護凈空值空值護凈空值失量損失凈空-工況數據5.655135.77007DLC12DLC13DLC14DLC15DLC21DLC22DLC23DLC24DLC41DLC42DLC515.220724.281993.9492透視圖4.575574.033924.805664.882343.070846.153086.146966.760675.700627.352914.742515.347185.182873.880663.42813.930473.864483.335995.402235.841636.760635.697957.35623損失0.07%損失5-10%5.448646.397368.087765.768737.84432三只葉片氣動不平衡關系當葉片出現結構性損失時會出現葉片凈空變化數據突變，從而實現提前預警通過提升槳距角、提前變槳進行凈空保護會帶來很大的發電量損失。?HNCERI2020.AllRightsReserved葉片凈空監測激光雷達方案通常用單線、三線激光，以固定角度向下照射葉片彎曲時，依次截斷L1-L2-L3，根據測距距離及載荷反演計算凈空根據測距置信度和激光返回距離輸出凈空值?HNCERI2020.AllRightsReserved葉片凈空監測計算機視覺方案實時控制與預警保護機組安全獲取機組運行圖像中央監控平臺危險數據分析邊緣計算實時計算凈空距離高清攝像頭+補光設備+邊緣計算終端通過圖像識別算法實時計算凈空距離凈空距離輸入主控控制機組并當出現危險凈空時保存視頻?HNCERI2020.AllRightsReserved葉片凈空監測微波雷達/毫米波方案二維成像多普勒圖凈空-風速-功率圖毫米波雷達以大廣角向下照射，當葉片進行雷達波束范圍后實時追蹤葉尖位置通過DSP和FPGA進行信號處理計算凈空距離后輸入至主控PLC?HNCERI2020.AllRightsReserved葉片凈空監測微波雷達/毫米波方案雷達測量轉速（紅色）與主控提供的轉速匹配圖可對葉尖的距離實現真實測量，準確捕捉葉尖的位置雨雪霧等特殊天氣均可實現凈空值的穩定測量?HNCERI2020.AllRight