葉片掃塔防治及凈空監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用

葉片掃塔防治及凈空監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用2024年4月28日目

錄背景與挑戰(zhàn)發(fā)展趨勢(shì)解決方案12301背景與挑戰(zhàn)背景與挑戰(zhàn)行業(yè)趨勢(shì)技術(shù)方向風(fēng)險(xiǎn)隱患?

更低的成本?

輕量化葉片?

超長(zhǎng)柔性葉片?

葉片質(zhì)量隱患?

更好的發(fā)電性能?

掃塔風(fēng)險(xiǎn)大?

惡劣工況適應(yīng)性差掃塔事故發(fā)生隨機(jī)、葉片易損傷發(fā)電量損失大：減少無意義的凈空控制風(fēng)場(chǎng)環(huán)境、氣候多變存量、新增機(jī)組數(shù)量多數(shù)據(jù)有效性高于95%可適應(yīng)各種雨雪霧沙塵、陸上海上等氣候地形性價(jià)比高、安裝便捷維護(hù)簡(jiǎn)單、預(yù)警可靠精度越高電量損失越小?HNCERI2020.AllRightsReserved背景與挑戰(zhàn)①

大葉片、高塔架風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中，由于柔性塔架及葉片輕量化設(shè)計(jì)，葉片與塔架易出現(xiàn)動(dòng)態(tài)凈空距離小于機(jī)組設(shè)計(jì)的最小凈空距離。②

如果發(fā)生葉片掃塔，輕則需要更換葉片，重則出現(xiàn)倒塔事件，將會(huì)造成很大的成本損失和發(fā)電量的損失。塔架凈空監(jiān)測(cè)尤為重要。③

通過機(jī)組變槳控制進(jìn)行凈空保護(hù)會(huì)帶來比較大的發(fā)電量損失。?HNCERI2020.AllRightsReserved背景與挑戰(zhàn)最高?HNCERI2020.AllRightsReserved02發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)工業(yè)化信息化數(shù)字化智能化計(jì)算機(jī)仿真分析大部分故障預(yù)警風(fēng)電場(chǎng)智慧運(yùn)維大數(shù)據(jù)技術(shù)降工業(yè)4.0本人工智能全生命周期的風(fēng)電場(chǎng)能源管理系統(tǒng)以數(shù)字化方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)電在能源消耗革命進(jìn)程中的歷史使命人工智能新型傳感物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)?HNCERI2020.AllRightsReserved發(fā)展趨勢(shì)?HNCERI2020.AllRightsReserved03解決方案userid:656793,docid:161519,date:2024-06-02,葉片凈空監(jiān)測(cè)葉片凈空監(jiān)測(cè)采用機(jī)器視覺技術(shù)、毫米波技術(shù)，通過安裝在機(jī)艙底部的攝像頭或毫米波雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)葉尖與塔筒距離的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。可以根據(jù)需要設(shè)置報(bào)警閾值，當(dāng)凈空距離超過報(bào)警值時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)通過主控進(jìn)行機(jī)組控制。通過機(jī)組主動(dòng)控制避免掃塔事故的發(fā)生，同時(shí)可以減少由于機(jī)組過保護(hù)造成的發(fā)電量損失?HNCERI2020.AllRightsReserved葉片凈空監(jiān)測(cè)凈空監(jiān)測(cè)機(jī)組防掃塔系統(tǒng)通過毫米波雷達(dá)獲取目標(biāo)葉片的準(zhǔn)確距離結(jié)合系統(tǒng)安裝的位置以及機(jī)組的幾何位置信息，從而得到葉片前端相對(duì)于機(jī)艙塔筒的距離。假設(shè)以5米作為緊急停機(jī)閾值，機(jī)組凈空可在1/3周期內(nèi)提升提空距離5米以上，可充分保障機(jī)組運(yùn)行安全。?HNCERI2020.AllRightsReserved葉片凈空監(jiān)測(cè)葉片健康狀態(tài)預(yù)測(cè)發(fā)電性能提升監(jiān)控系統(tǒng)

主控邏輯發(fā)電量損

保護(hù)發(fā)電無凈空保

監(jiān)控系統(tǒng)凈

主控邏輯保風(fēng)況護(hù)凈空值空值護(hù)凈空值失量損失凈空-工況數(shù)據(jù)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(dòng)不平衡關(guān)系當(dāng)葉片出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損失時(shí)會(huì)出現(xiàn)葉片凈空變化數(shù)據(jù)突變，從而實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警通過提升槳距角、提前變槳進(jìn)行凈空保護(hù)會(huì)帶來很大的發(fā)電量損失。?HNCERI2020.AllRightsReserved葉片凈空監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)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(shí)，依次截?cái)郘1-L2-L3，根據(jù)測(cè)距距離及載荷反演計(jì)算凈空根據(jù)測(cè)距置信度和激光返回距離輸出凈空值?HNCERI2020.AllRightsReserved葉片凈空監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)視覺方案實(shí)時(shí)控制與預(yù)警保護(hù)機(jī)組安全獲取機(jī)組運(yùn)行圖像中央監(jiān)控平臺(tái)危險(xiǎn)數(shù)據(jù)分析邊緣計(jì)算實(shí)時(shí)計(jì)算凈空距離高清攝像頭+補(bǔ)光設(shè)備+邊緣計(jì)算終端通過圖像識(shí)別算法實(shí)時(shí)計(jì)算凈空距離凈空距離輸入主控控制機(jī)組并當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)凈空時(shí)保存視頻?HNCERI2020.AllRightsReserved葉片凈空監(jiān)測(cè)微波雷達(dá)/毫米波方案二維成像多普勒?qǐng)D凈空-風(fēng)速-功率圖毫米波雷達(dá)以大廣角向下照射，當(dāng)葉片進(jìn)行雷達(dá)波束范圍后實(shí)時(shí)追蹤葉尖位置通過DSP和FPGA進(jìn)行信號(hào)處理計(jì)算凈空距離后輸入至主控PLC?HNCERI2020.AllRightsReserved葉片凈空監(jiān)測(cè)微波雷達(dá)/毫米波方案雷達(dá)測(cè)量轉(zhuǎn)速（紅色）與主控提供的轉(zhuǎn)速匹配圖可對(duì)葉尖的距離實(shí)現(xiàn)真實(shí)測(cè)量，準(zhǔn)確捕捉葉尖的位置雨雪霧等特殊天氣均可實(shí)現(xiàn)凈空值的穩(wěn)定測(cè)量?HNCERI2020.AllRight