风电塔智能监测解决方案

1、背景概述

      在风电塔安装和使用过程中，因为风电塔本身自重、地基的位移变化以及风电塔运行过程中产生的势能，随着时间的关系，风电塔自身会产生一定的健康问题，因此对风电塔的自动化健康监测就显得尤为重要，能有效控制风险，在这样的背景下，我司提供了部分智能健康监测解决方案。

2、系统架构

  2.1 系统概述

      本系统由采集器（DAU）、传感器、通讯网络、现场服务器和远程云服务器组成，由多模块集成，其中传感器部分可针对螺栓松动情况、风电塔倾斜状况、风电塔基沉降状况及机组的规律振动情况进行有效监测。

 2.2 系统拓扑图

  2.3 监测模块构成

   ①螺栓松动模块

     通过安装子螺栓上的松动传感器，测得螺栓与螺母的相对转动角度作为螺栓松动状态的判别信号，该信号接入信号汇集站进行采集和分析，由此获得螺栓松动的状态，对因螺栓松动引起的故障隐患及时给出预警，指导现场维护人员进行预知维修。

   ②倾角模块概述

     通过安装在风电机组塔筒顶部的倾角传感器和基础上的传感器采集塔筒数据，通过系统的独有算法，获得塔筒的载荷、各部位应力、晃度等信息，并进一步建立数字化塔筒模型，评估塔筒的剩余寿命。同时，系统还可以有效分析塔筒变形、螺栓松动、焊缝开裂、基础松动等故障，可有效避免上述原因诱发的风机倒塌恶性事故的发生，准确评估塔筒的使用寿命，为塔筒的安全运行提供决策依据。

   ③沉降模块概述

     通过安装在风电机组塔筒四周的传感器（静力水准仪）与基准点的传感器（静力水准仪）采集的数据，通过系统的独有算法处理，获取整体风机的相对沉降，可有效避免风机倒塌恶性事故的发生。

3、 智能图谱

   ①局部实时总貌分析图

   ②实时载荷图

   ③实时柱状图

   ④频谱分析图

   ⑤可视化大屏

   ⑥风场总貌图

   ⑦晃度分析图

   ⑧相对沉降分析图

4、监测系统智能化特点

 4.1 智能存储

   ①先进数据压缩算法：大程降低网络数据传输量；

   ②数据存储密度自动调节功能；

   ③智能存储战略：解决传统黑匣子功能单一性缺陷；

   ④数据自由导入、导出功能；

 4.2 智能数据库

①根据风电监测数据特点，巍美公司推出专业的NOSQL数据库架构，使智能监测如虎添翼；

②产品基于NOSQL数据库开发，可兼容多种数据库形式，配备灵活，尤其有利于集团客户监测管理需求；

③市场上普遍产品常采用SQL数据库，SQL是关系数据库，对结构化数据的存储和检索有一定的优秀，比如办公ERP系统，而状态监测系统数据多以时间标签形式存储，SQL对于此类数据存储和检索效率较低，无法保证监测所需的搞笑检索和海量存储和分析；

 4.3 智能报警

①系统级报警（电源断电、线缆故障、传感器故障、网络故障等）

②信号级报警（特征值报警、组合报警、工况报警等）

 4.4 智能管理

①智能配置图谱关系；

②隔离穿透；

③第三方系统外接（Modbus、文件等）

④系统具有差异化管理，不同权限，设定的浏览权限不同