风电叶片监控系统解决方案
风电叶片监控系统解决方案
风电叶片监控系统解决方案风电叶片监控系统解决方案为什么要对叶片进行状态监测?叶片是风机中受压最大的部件之一-面临着极端的外部条件，而且动态载荷大。
叶片更换费用非常昂贵在极端损坏情况下，风机必须立刻停机减少直接或二次损害。
如果能提早发现损伤，叶片可以很好地被修复。
目前，主要检测手段是视觉，但这种方法时间间隔长，非实时，且花费巨大。
→完全不适用于海上风机状态监测系统的两大功能-提高可利用小时数覆冰检测静态和动态载荷评估-叶片损伤检测雷击检测叶片内部和外部损伤损伤检测更早检测到叶片的损伤→降低维修成本严重损伤给出自动停机信号→安全操作，避免灾难?经过DNV GL 认证→得到官方认可覆冰检测精确检测叶片覆冰→安全操作自动重启→可获得更高收益经过DNV GL认证→得到官方认可改善运营检测动态不平衡→提高收益→降低载荷动态载荷配准→预防过载显著的运行状态检测→避免额外支出覆冰检测DNV-GL证书/ 叶片状态监测系统DNV-GL 证书BLADE control?覆冰检测，2008年获得了DNV-GL的认证。
含自动启机功能的认证BLADE control?在2013年获得了首个风机叶片状态监测系统的GL认证。
BLADEcontrol?检测的叶片故障类型气动表面壳体损伤-裂痕和分层，尤其是前缘和尾缘-雷击导致的叶尖开裂结构支撑件的损伤（致命）-腹板分层或断裂-梁/ 翼梁分层或断裂-叶片轴承损伤腹板翼梁气动表面前缘尾缘松动部件-叶片内-轮毂内-叶片外部（防损保护层，扰流器）?气动不平衡-变桨偏差-变桨传感器故障数据评估服务器ECU监控中心测量单元HMU叶片传感器机舱接入点APNAC风机主控轮毂传感器——毫米范围分辨率的冰层厚度监测1、叶片表面的积冰造成的冰载不同，使机组的不平衡载荷增大，从而降低风机的零部件寿命，对机组造成较大的危害；2、由于积冰厚度不一，叶片原有的气动外形将发生改变，降低机组的风能利用系数，从而造成发电功率降低，严重时还可造成机组无法正常启动；3、风机上的测风仪结冰后，将无法正常工作，使测量数据不准，影响机组的正常运行和控制；4、结冰后，风机抛出的冰块可能会伤害到风机自身及其附近的人或物。
风机监控系统故障处置方案
风机监控系统故障处置方案随着风电行业的迅速发展，对风机的监控和管理需求越来越高。
一旦风机监控系统出现故障，及时处置十分重要，否则可能造成设备损坏、安全事故等后果。
本文将介绍风机监控系统故障的分类及相应的处置方案。
故障分类风机监控系统的故障可以分为硬件故障和软件故障两类。
硬件故障硬件故障是指因风机运行时产生的电压、电流、温度等物理量异常导致的故障。
常见的硬件故障包括：•传感器故障：如温度传感器失效、风速传感器失灵等；•电气故障：如控制柜开路、坏接触等；•设备老化：如风机叶片断裂、螺栓松动等。
软件故障软件故障是指因监控软件发生异常或在运行过程中出现错误而导致的故障。
常见的软件故障包括：•系统崩溃：如系统出现异常导致无法连接、无法获取数据的情况；•数据库错误：如数据丢失、数据冲突等；•接口故障：如接口调用失败、数据传输中断等。
故障处置方案硬件故障处置方案传感器故障•热插拔方法：拔出传感器电缆插头，再插入，让电脑自动检测传感器状态。
•更换传感器或电缆：如果电缆线路接头及插头处无问题，可以考虑更换传感器或是与传感器相连的电缆。
电气故障•检查电气元件：首先检查控制柜内部是否有熔丝烧断、接触不良的元件，如果有则进行更换或重新连接。
•检查电缆线路：检查电缆线路是否断开，电缆插头是否接触良好，如果不良，及时更换或重新接线。
•检查通讯线路：检查与监控系统通讯的线路是否好接触，如不良更换或重新接线。
设备老化如果发现风机叶片松动导致振动，需要及时关闭风机并使用封胶或更换螺栓进行紧固。
如果风机叶片断裂，需要在安全范畴内进行风机下塔，然后再将断裂的叶片更换。
软件故障处置方案系统崩溃•重新启动系统：有些系统崩溃是因为运行时间过长或占用资源太多导致，重启系统有助于恢复系统正常运行。
•检测数据存储设备：如果数据存储设备出现问题，可能会导致系统崩溃，需要检测硬盘、存储卡等设备是否出现损坏情况。
数据库错误•数据库备份：定期备份数据库可以在数据丢失时恢复原有数据。
XXXX风电场电力监控防护解决方案
XXXX风电场电力监控防护解决方案随着全球对清洁能源的需求不断增长，风力发电作为一种具有环保和可持续特性的能源形式受到了越来越多的关注。
风电场作为风力发电的主要设施之一，拥有庞大的风力发电设备和复杂的电力系统。
为了确保风电场的安全和高效运行，电力监控和防护成为至关重要的环节。
1.电力监控系统电力监控系统是风电场的核心系统之一，它主要负责监测风力发电设备和电力系统的运行状态，实时采集各种数据并进行分析处理，以确保风电场的安全和高效运行。
电力监控系统通常包括以下几个部分：（1）数据采集与传输：通过传感器和仪表对风力发电设备和电力系统的各种参数进行实时采集，通过通信网络将数据传输至监控中心。
（2）数据处理与分析：监控中心对采集的数据进行处理和分析，实时监测设备运行状态，判断设备是否存在异常，及时预警和处理故障。
（3）远程监控与控制：通过监控中心实现远程对风力发电设备和电力系统的监控和控制，可以随时随地监控设备运行情况并对设备进行远程操作。
2.电力防护系统电力防护系统是风电场的重要组成部分，它主要负责对风力发电设备和电力系统进行保护，及时发现并隔离设备故障，确保设备运行的安全和可靠。
电力防护系统通常包括以下几个部分：（1）过载保护：监测设备的电流和电压等参数，一旦检测到电流或电压超过设定阈值，立即切断电力供应，避免设备过载而损坏。
（2）短路保护：监测设备的电流和电压波形，一旦检测到短路故障，立即切断电力供应，防止电力系统受到严重短路而造成事故。
（3）接地保护：监测设备的接地电阻，一旦检测到接地电阻异常，立即切断电力供应，避免设备因接地不良而造成事故。
3.解决方案建议为了提高风电场的电力监控和防护水平，我们建议采用以下措施：（1）优化监控系统：采用先进的数据采集和传输技术，实现对风电场设备和电力系统的全面监控，提高监控精度和实时性。
（2）完善防护系统：引入智能化的电力保护设备，提高设备的检测能力和响应速度，及时发现并隔离设备故障，确保设备的安全运行。
风力发电监控解决方案
随着风力发电场大量建设，风机远程监控系统得到普遍应用。
三旺风电监控系统负 责管理各风电机组的运行数据、状态、保护装置实时情况、故障类型等。
风机控制器 将机组的数据、状态和故障情况等通过工业以太网与监控中心监控主机通信，同时监 控主机能向风机控制器传达控制指令，实现远程监控功能。
从而实现整个风电信息化 管理。
风力发电监控需求>>> 能满足干燥或潮湿的风场恶劣环境 > 通信设备可有效防御风机发电 EMI/ EMS 干扰 > 设备能稳定、安全、无故障运行 > 通信距离远，易受干扰 > 风塔分散广，通信节点多，不利于系统实施维护方案优势>>> IP30 防护等级，抗潮湿、抗腐蚀性、防风 沙，支持- 40～75℃工作温度 > 优于电力 IEC61850- 3 和 IEEE1613 的抗电 磁干扰能力 > 通信设备 MTBF 至少达到 25 年，5 年免费 售后支持 > 采用 SW- Ring 冗余环网专利协议组网结 构，环网恢复时间< 20ms,保证网络稳定传输 > 支持 1 至 24 光口的多变选择， 保证组网灵 活性<<关键产品>>• 支持端口聚合功能,有利于扩展网络带宽，提高网络传输效率 • 工业 4 级，优于 IEC61850-3 和 IEEE1613 的电磁抗性 • -40～75℃工作温度IES608 系列• 支持支持 DC110~220V 或 AC100~240V 三位端子电源输入 • 工业 4 级设计，优于 EC61850-3 和 IEEE1613 的电磁抗性 • 支持-40～75℃工作温度 • IP30 防护等级，19 寸标准机架安装方式IES5024 系列• 支持 DC12~36V 宽压电源输入，电源支持无极性 • 即插即用型 • IP30 防护等级，-40～75℃工作温度 • 冗余双工业电源，导轨或壁挂安装方式IMC102-2F。
风力发电综合监控系统解决方案设计
风力发电综合监控系统解决方案时间：2013-3-22 点击：5402 返回太华伟业风力发电综合监控系统解决方案北京太华伟业科技有限公司目录第一章项目概况11.1 项目背景11.2 现状分析11.3 设计目标21.4 设计依据31.5 设计原则3第二章系统总体设计52.1 系统总体架构52.2 设计思路52.3 功能设计62.4 系统特点82.4.1 采用应用整合技术82.4.2 采用高清监控技术82.4.3 采用智能分析技术102.4.4 采用电力专用平台软件11第三章前端系统设计123.1 风电机组监控子系统123.2 升压站监控子系统123.2.1 视频监控系统123.2.2 音频系统173.2.3 动环监控系统183.2.4 客户端313.3 前端保障单元323.3.1 防雷323.3.2 抗干扰323.3.3 供电电源33第四章监控中心设计344.1 监控中心架构图344.2 服务器管理系统344.2.1 服务器344.2.2 工作站364.3 存储系统364.3.1 CVR存储模式364.3.2 存储配置384.4 解码系统394.4.1 解码器404.4.2 视频综合平台414.5 显示系统434.5.1 产品介绍434.5.2 主要功能444.6 网络系统484.6.1 主干交换机484.6.2 防火墙484.7 保障系统504.7.1 视频质量诊断系统504.7.2 时间同步装置524.7.3 短信\彩信报警模块53第五章平台软件设计555.1 平台总体架构555.1.1 基础平台层565.1.2 平台服务层565.1.3 业务层565.1.4 应用层565.2 平台关键技术565.2.1 中间件技术575.2.2 构架/构件技术575.2.3 工作流技术575.2.4 XML和Web Services技术585.3 平台模块585.4 平台功能595.4.1 通用业务功能595.4.2 基础管理功能645.4.3 扩展业务功能685.5 平台运行环境705.5.1 硬件环境705.5.2 软件环境715.6 平台性能指标71第1章、第一章项目概况一.1 项目背景风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。
智慧风电风电场监控系统解决方案
目录
01 解决方案概述 02 系统架构设计 03 核心功能实现 04 技术创新与应用 05 系统安全性与可靠性 06 未来发展趋势
01
解决方案概述
智慧风电背景
能源转型需求
随着全球能源结构的转 型，风电作为清洁可再 生能源的重要组成部分， 正得到快速发展。
技术进步推动
提高运行效率
通过对风电场设备的实时监控和 数据分析，优化设备运行，提高 风电场的发电效率。
降低维护成本
通过预测性维护，减少设备故障， 降低维护成本，提高风电场的经 济效益。
解决方案目标
提高风电场效率
通过智慧风电场监控系统，实 现风电场的高效运维和能源管
理。
保障风电场安全
监控系统能够实时监测风电场 设备状态，及时发现并处理潜
02 高可靠性
03
核心功能实现
实时监控与数据分析
系统通过传感器和仪表实时采集风 电场的风速、风向、温度、压力等 参数。
将采集的数据以图表、曲线等形式 展示在监控界面上，方便用户直观 了解风电场运行状况。
通过对历史数据的分析，系统可以 预测风电场的发电量和设备维护需 求，为风电场管理提供决策支持。
应用场景拓展
随着海上风电的快速发展，智慧风 电监控系统将实现更高效的能源管 理和安全监控。
智慧风电监控系统可应用于城市微 电网，实现分布式能源的集中管理 和优化调度。
通过智慧风电监控系统，实现风电 设备的远程监控和智能维护，提高 运维效率。
海上风电场监控
城市微电网应用
智能运维管理
行业发展趋势
智能化升级
大数据分析技术
运用大数据分析，对风电场运行数据进行深度挖掘，优化 运维策略。
风电监控系统方案(2024)
引言概述：风电监控系统方案是为了实现对风力发电场的全面监控和管理而提出的一种方案。
随着风力发电在可再生能源领域的重要地位不断增强，对风电场的运行状态进行实时监控并及时采取相应措施成为了保障风力发电场稳定运行的关键。
为此，本文将从监控系统结构、监控内容、监控技术、数据分析和管理指标等五个大点来详细阐述风电监控系统方案的设计与实施。
正文内容：一、监控系统结构1.监控系统硬件组成：包括传感器、数据采集设备、通信设备等。
2.监控系统软件组成：包括监控平台软件、数据存储与处理软件等。
3.监控系统网络结构：建立稳定、安全、高效的网络环境，确保数据传输的稳定性和实时性。
4.监控系统分布式架构：采用分布式架构，实现数据的平衡分配和故障恢复等功能。
5.监控系统云平台：结合云计算技术，实现数据的集中存储和实时共享。
二、监控内容1.发电机组监控：包括机组的实时状态监测、故障诊断和维护管理等。
2.变频器监控：对变频器进行参数监测和故障诊断，及时采取措施防止故障对整个风电场的影响。
3.风速和风向监控：实时监测风速和风向，以了解风电场的风能资源情况。
4.温度和湿度监控：实时监测机组的温度和湿度，防止机组过热和腐蚀等问题。
5.周边环境监控：对风电场周边环境进行监测，确保风电场的运行对环境的影响符合相关法规和标准。
三、监控技术1.数据采集技术：通过传感器采集机组和环境参数的数据，提供实时数据支持。
2.远程监控技术：利用现代通信技术，实现对远程电站的实时监控和远程操作。
3.数据传输技术：确保数据的稳定传输和及时响应，采用安全加密机制确保数据的保密性。
4.数据分析技术：通过对监测数据进行分析和处理，提取有用信息，实现故障预测和优化调度等功能。
5.人机交互技术：设计友好的监控界面，便于操作人员对监控数据进行查看和分析。
四、数据分析1.故障预测分析：通过对监测数据的分析，提前预测机组的故障，及时采取措施避免功率损失。
2.故障诊断分析：对发生故障的机组进行诊断，确定故障原因和解决方案，快速恢复机组运行。
风力发电综合监控系统解决方案
风力发电综合监控系统解决方案随着全球环境问题日益严重，清洁能源的发展变得尤为重要。
风力发电是其中一种重要的可再生能源，它不仅能大大减少二氧化碳排放，也成为了许多地区替代传统能源的首选。
然而，由于风力发电装置的特殊性，其管理和维护也出现了一些问题。
例如，风力发电的运行不可预测性、环境因素和设备故障不可避免的发生等，导致监管和维护难度大大增加，同时也会带来意想不到的经济损失。
为了解决这些问题，风力发电综合监控系统解决方案应运而生。
风力发电综合监控系统是基于智能化信息技术和高靠性通讯技术，对风力发电厂的所有数据进行实时控制和监视。
通过对涉及风场各方面的多级监控和远程控制，系统能够对风力发电装置的运行状况进行精确分析和监测，实现对故障的及时报警和处理，从而确保风力发电系统的高效性和可靠性。
在这个系统里，设备的监管、维护和更新不再依赖于人工介入，而是通过自动化和远程方式来实现，这显著提高了设备的正常运行时间，同时避免了人工错误带来的损失。
最显著的部分就是监控部分。
该系统能够对风力发电站各部分状态进行实时监控，包括气象数据、风能装置、电力生产和转换、安全设施等等。
监控收集到的数据后，会分析它们，作出预警提示或报警，减少风电系统的停工或更换大规模配件的时间。
在运维时，可以通过远程方式检测系统并对系统进行升级，保证风力发电设备的全天候运行和稳健性。
同样重要的是系统与其他设施的汇集。
通过改善站内网络布局和信息分析处理技术，可以将风力发电站的其它设施，如保护设施和视频监控未来也能一并加入一整套解决方法。
这种互联网技术的使用，将DLT，AI，和物联网结合在一起，为风力发电的班次率和生产效率保驾护航。
总的来说，风力发电综合监控系统解决方案是为了解决风力发电系统运行和维护中的一系列问题而发展出来的。
通过采用新型信息和通信技术，该系统能够对风力发电系统进行全面、高效、精确的监控和维护，从而保证风力发电系统的正常运行和系统的可靠性。
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含自动启机功能的认证
系统的GL认证。
BLADEcontrol® 检测的叶片故障类型
气动表面壳体损伤
- 裂痕和分层，尤其是前缘和尾缘 - 雷击导致的叶尖开裂
结构支撑件的损伤（致命）
- 腹板分层或断裂 - 梁 / 翼梁分层或断裂 - 叶片轴承损伤
气动表面
前缘
腹板 翼梁
松动部件
- 叶片内 - 轮毂内 - 叶片外部
（防损保护层，扰流器）
气动不平衡
- 变桨偏差 - 变桨传感器故障
尾缘
测量单元 HMU
机舱接入点 APNAC
数据评估服务器 ECU
轮毂传感器
监控中心
风机主控
叶片传感器
——毫米范围分辨率的冰层厚度监测
1、叶片表面的积冰造成的冰载不同，使机组的不平 衡载荷增大，从而降低风机的零部件寿命，对机组造 成较大的危害；
避免二次损伤
• 叶片在被雷击损伤3m后制造出强大的噪声，当地人因此报了警，警察通知运营商在2:15执行了停机。
气动不平衡
2号叶片一直低于正 常载荷值
Occurences
挥舞振幅
• 叶片振荡振幅比较为叶片的载荷分布提供了一种测量方法
变桨故障
• 变桨传感器故障导致1号叶片 (红色)的桨距角随机变化。
覆冰检测系统的运营改善情况
与非基于叶片分析系统的比较：
- 基于叶片的覆冰检测可以显著缩短停机时间50~90% - 更高的安全性，有效防止甩冰
实际案例：两台Vestas V80风机比较：
- 在典型的冬季进行风机停机分析 - 基于气象数据和结冰传感器的风机停机：168小时 - 基于叶片系统分析的风机停机：53小时 - 结果:
每只叶片结冰超过250kg 未结冰
• 由于结冰，所有振动的固有 频率都降低了。
• 叶片固有频率，也包括转子 的固有频率。
大量覆冰
Frequency in Hz
叶片覆冰检测
风机待机状态下和运过程中结冰情况是不一样的。
前缘结冰情况: 冰形成厚度沿叶片半径增加
叶片覆冰检测
示例：同一个风场的不同风机的结冰速率。 第一台风机进入结冰严重告警与最后一台进入结冰严重告警相差了5个小时。
BLADEcontrol® 是叶片监控系统的先驱
- 覆冰检测在2008年即通过了GL认证 - 叶片状态监控系统在2013年通过GL认证
Web Visualisation 可视化界面
有竞争力 完全自主的内部硬件和软件开发 几乎适合所有类型风机（1兆瓦以上） 拥有最高级别数据安全性
经过验证 • 销售超过3,000套系统 • 超过9,000机器年的监控经验 • 安装在超过33个国家
• 翼梁脱胶后，高频段的信号能量趋势线越来越高。
• 红色: 叶片 1 • 蓝色: 叶片 2 • 绿色: 叶片 3
3号叶片的信号能量明显增加
叶片平均信号能量的差异
时间周期 (2 weeks)
检测损伤的案例
案例：翼梁松动开裂导致的损伤 在几周之内，损伤达到了导致危险的尺寸 若无检测功能，将导致叶片折断或脱落
变桨轴承故障检测
• 变桨轴承更换前15个月，监测到变桨轴承出现故障。
首次损伤
时间跨度15个月
变桨轴承更换
系统应用情况
在线监测: >2,400* 总共售出: >3,000*
背景
- 超过 9,000* 个机器年的监控经验，超过25个国家进行过安装
市场分布
- 主流OEM厂家和大型运营商的选择（标配，选配，基于项目合作） - 覆盖了广泛的风机和叶片类型，陆上海上机型
状态监测系统的两大功能
- 提高可利用小时数
• 覆冰检测 • 静态和动态载荷评估
- 叶片损伤检测
• 雷击检测 • 叶片内部和外部损伤
损伤检测
▪ 更早检测到叶片的损伤 降低维修成本
覆冰检测
▪
严重损伤给出自动停机信号 安全操作，避免灾难
▪
精确检测叶片覆冰 安全操作
▪ 经过DNV GL认证 得到官方认可
✓ 基于叶片分析的检测系统相比其他方式降低68.5%的停机时间 ✓ 考虑到当地的入网电价，推断冬季(6个月)可能节省约25000€
(168-53)约4.8天额外停机，2MW的风机，一个冬季将额外损失230MW的发电量
230MW * 0.5 CNY/KWh= 115,000 ¥
积冰甩出
翼梁脱胶：损伤信号
2、由于积冰厚度不一，叶片原有的气动外形将发生 改变，降低机组的风能利用系数，从而造成发电功率 降低，严重时还可造成机组无法正常启动；
3、风机上的测风仪结冰后，将无法正常工作，使测 量数据不准，影响机组的正常运行和控制；
4、结冰后，风机抛出的冰块可能会伤害到风机自身 及其附近的人或物。
Time in days
▪ 自动重启 可获得更高收益
▪ 经过DNV GL认证 得到官方认可
改善运营
▪ 检测动态不平衡 提高收益 降低载荷
▪ 动态载荷配准 预防过载
▪ 显著的运行状态检测 避免额外支出
覆冰检测DNV-GL证书 / 叶片状态监测系统DNV-GL 证书
BLADEcontrol® 覆冰检测，2008年获得了DNV-GL 的认证。 BLADEcontrol® 在2013年获得了首个风机叶片状态监测
时间线（数周）
偏离三个叶片 的加权平均值
通过检测叶片的初始损伤来防止叶片失效
• 未受损叶片：叶片 1 (红色), 2 (蓝色) 和 3 (绿色)叶片频谱重合很好
• 数据来自冰检，不含损伤检测
• 叶片 1 (红色) 损伤清晰可见 • 初始损伤：雷击后叶尖开裂
• 风机持续在25m/s的风速下运行，30分钟后脱落 • 如果损伤检测开启，及时停机可以避免叶片损失
风电叶片监控系统解决方案
为什么要对叶片进行状态监测?
叶片是风机中受压最大的部件之一
- 面临着极端的外部条件，而且动态载荷大。
叶片更换费用非常昂贵
在极端损坏情况下，风机必须立刻停机减少直接或二次损害。
如果能提早发现损伤，叶片可以很好地被修复。
目前，主要检测手段是视觉，但这种方法时间间隔长，非实时，且花费巨大。 完全不适用于海上风机
防腐层脱落
3 hours
18 hours
• 及时的检测到防腐层脱落，可以预防发电量损失和叶片腐蚀。
传动链扭振超限检测
振幅超过正常值的10倍!
触发了警告信息给客户
传动链修正后的振幅图
• 基于风速的传动链扭振幅值图
• BLADEcontrol® 系统监测到异常 后通知了客户
• 调整完传动链阻尼控制参数， 振幅下降到10 %