风电监测技术方案(STRONGWISH)

风电机组在线状态监测系统

阿尔斯通创为实技术发展（深圳）有限公司

１、概述

阿尔斯通创为实技术发展（深圳）有限公司长期致力于在线状态监测与工业测控技术的开发与应用在机组状态监测与故障分析诊断方面具有多年的专业经验。公司于２０

０６年加入阿尔斯通集团，是全球领先的机组远程在线状态监测产品及服务的提供商。阿尔斯通创为实公司建立全球首个机组远程监测中心状态监测产品在风力发电、水力发电、火力发电、石化、冶金、矿山等行业的国内、外两千多台机组上得到广泛的应用。其在线监测系统的可靠性、稳定性和适用性已为众多客户所证明。

阿尔斯通创为实公司风力发电在线监测系统采用共振解调分析、加速度ｇＥＳ尖峰脉冲技术、功率相关分析等专有技术实时监测和记录风电机组在各个工矿下的状态数据及时发现机组的故障早期征兆为用户实施状态检修提供决策依据。

２、风力发电机组远程状态监测系统方案

监控系统诊断系统

……

远程监测中心

FAS

FAS 现场浏览站

WEB 服务器

无需固定IP 地址风电场内部网

网关

图1 风力发电机组远程在线状态监测分析系统结构图

２１系统简要说明

．

系统组成

?专用的加速度传感器；加速度传感器直接测量机组主轴承、齿轮箱、发电机的振动；

?现场数采分析模块ＦＡＳ站；该模块最大可接入１６路模拟量通道（包括振动信号、功率等其它以４－２ｍＣ／Ｐ

０Ａ或０－５Ｖ方式输入的信号），可直接通过ＴＰＩ

Ｓ８、Ｒ２２及ＣＭＤＡ通讯需协议与工业以太网相连，同时支持Ｒ４５Ｓ３ＤＡ通讯（ＣＭ

增加通讯模块）。

?现场ＷＥＢ服务器；该服务器通过风电场的光纤或局域网可对ＦＡＳ站进行设置

ＮＥＮＴ将数据发送至机组制造商的远程中及监测数据的存储，并可通过ＩＴＲＥ

心服务器。现场ＷＥＢ服务器与远程中心服务器的网络通讯无需专用的ＩＰ地址，从而实现最低成本的远程通讯。

?远程监测中心通过ＩＴＲＥ／ＮＥＮＴ与现场ＷＥＢ服务器实现数据通讯，风

ＮＥＮＴＩＴＲＡ

电场的各类运行数据和机组振动数据实时传入远程监测中心。机组制造商远程监测中心的技术人员可随时随地察看设备的运转情况，了解设备的状态，尽早掌握设备的隐患，及时为用户出相应的诊断建议和处理措施。

?专用的分析、通讯软件包；软件完成各类振动信号的分析及数据的存储通讯。．

２２系统监测信号

图2 振动测点位置图

按照风电机组的结构特点，对机组的如下信号进行监测：

机组名称测点名称信号数量传感器

风力发电机组主轴承、行星齿轮箱行星级 2

专用低频加速度传感

器

机组齿轮箱中间级、输出轴 2 加速度传感器

发电机前、后轴承 2 加速度传感器风力发电机组的振动测点的布置示意图如图２所示，振动传感器主要布置在主轴、齿轮箱和发电机组上。其中在主轴、齿轮箱行星级处各安装一只专用低频加速度传感器，齿轮箱中间级、输出轴以及发电机前后轴承处各布置一只振动加速度传感器，用于全方位监测风力发电机组的振动状态。

２３传感器的安装

．

对于加速度传感器的安装，我们建议采用螺纹安装的方式。安装加速度传感器仅需在各安装位置处加工一螺纹孔即可，传感器就可利用双头螺栓直接安装在机组上。加速度传感器的具体安装形式如图３所示：

图3 振动加速度传感器的安装示意图

２４系统的监测分析功能

．

风电机组以发电机、大型齿轮箱、低速重载轴承为主。齿轮、滚动轴承等零

部件的损坏是一个渐进的过程。由于润滑、安装等原因形成初始的磨损，随着运转时间的延长、磨损的加剧，齿轮、轴承的振动将逐渐加大，最终导致齿轮和轴承等零件的失效。为避免恶性故障的产生，同时最大限度的减少维修成本的支出，就必须在这些部件进入加剧磨损期前通过改善润滑等维护措施延长其使用寿命，并在其即将损坏前及时更换。机组的这些特点决定了监测系统必须能够及早发现设备的隐患，并判断出设备的损坏程度，从而制定出有效的解决方法，确保机组的稳定高效运转。

２．４．１系统的主要监测功能

针对风力发电机组的工作状况及轴承与齿轮箱等设备的特点，系统采用阿尔斯通创为实公司具有独创性的监测技术对机组进行实时监测，通过对机组主要振动参数的监测，可及早的发现齿轮和轴承的故障隐患。

系统的主要监测参数有：

?总振值：各振动测点的振动速度或加速度有效值

?ｇＳＥ值：采用尖峰能量技术获得振动尖峰值（对轴承和齿轮的冲击敏感）?峰值系数：各测点振动峰值／有效值（对轴承和齿轮振动敏感）

?窄带能量值：某设定频段内的振动有效值（对齿轮振动敏感）

?窄带能量系数：某频段振动最高频率幅值／该频段的振动有效值（对齿轮振动敏感）

２．４．２系统的主要分析功能和图谱

本系统具有专业的分析功能，可协助设备维护工程师进行风力发电机组各种的故障原因诊断和分析，并可及早发现设备的隐患。系统提供的主要分析图谱有：总貌图、棒图、波形频谱图、ｇＳＥ尖峰谱图、趋势分析图、相关趋势分析图。

图４总貌图

图５棒图

图６波形频谱图

图７ｇＳＥ尖峰谱图

图８趋势图

图９功率相关分析图

２．５独有的齿轮、滚动轴承监测诊断技术－ｇＳＥ尖峰能量技术

采用不同的方法对轴承和齿轮的磨损状况进行监测，其灵敏程度差别很大，利用ｇＳＥ尖峰能量技术可尽早的发现轴承和齿轮的各种早期损坏，提前制定维修方案和计划，可确保设备的安全稳定运转。图１０－图１３轴承和齿轮的磨损趋势

及采用不同监测方法所能监测到轴承磨损状况。

图１０轴承和齿轮的损坏趋势

图１１采用用手摸、耳听的方法所能监测到的轴承磨损状况

图１２采用速度均方根值监测所能监测到的轴承磨损状况

图１３采用ｇＳＥ尖峰能量技术所能监测到的轴承磨损状况

轴承和齿轮等机械零件发生磨损时，首先产生轻微的点蚀，当齿轮和轴承相对转动的部件遇到零件上的点蚀时，会产生很强的冲击信号，如图１４所示：

图14冲击信号产生的示意图

冲击信号的强度与轴承和齿轮表面磨损的程度相关，当没有其他振动信号的情况下，这种冲击产生的信号如图15所示：

图15冲击随缺陷变化的情况

当齿轮和轴承发生轻微磨损时，其产生的冲击信号幅度小，持续时间短，

能

量分散在很宽的频率范围内，很容易被其他信号所淹没，因此，采用传统的信号处理方法，很难捕捉到这些微弱的冲击信号，也就及早发现齿轮和轴承的故障隐患，不能及时采取有效措施，避免磨损的进一步扩展，从而造成轴承和齿轮的损坏。

图16带冲击的振动信号

为了及早的获取到这些微弱的冲击信号，我们采用了独有的gSE尖峰能量技术对振动信号进行处理，从而在齿轮或轴承的磨损刚刚发生时就能捕捉到这些微弱冲击。首先，我们将振动信号经过带通滤波，将低频信号滤除，得到高频振动信号，然后，将信号通过一个专有的峰值检波器，进行整流滤波，最好，再将获得的信号进行FFT运算，就得到了gSE尖峰谱图。同时，对通过检波器的信号进行计算即可获得gSE值。

ｇＳＥ尖峰能量技术对轴承和齿轮的早期磨损非常敏感，是一种非常有效的诊断齿轮和轴承故障的方法。由于该技术剔除了低频信号，因此对机组发生的不平衡、不对中等低频振动不敏感。因此，对机组状况的总体评定，要同时借助传统的频谱分析方法，综合评定机组的状况。

图17ｇＳＥ尖峰能量技术原理示意图

２．６机组的远程监测诊断

现场ＷＥＢ服务器通过互联网将风电场和风电机组的数据实时传送到远离风电场的远程监测诊断中心。在远程中心上直接显示风电场运行状态，实时显示风电机组的设备状态。

远程中心服务器具有现场ＷＥＢ服务器上的所有分析功能，包括运行参数的实时监测、风电机组各轴承处振动的实时监测、各类运行参数的实时趋势曲线、振动分析诊断功能。

基于ｈｔｔｐ的数据通讯

在设计系统数据通讯方案中，主要需要考虑数据通讯的易实现性和通讯的效率问题。为了降低风电机组的监测数据接入远程监测中心的网络通讯技术的难度，更好的适应风电企业的实际情况，我们采用最通用的Internet上的通讯协议http协议来完成所有数据的传输工作。

数据的高保真压缩技术

?由于一方面机组运行的实时数据量比较巨大，用户进行远程诊断和图谱分析时，其申请的数据量也可能十分巨大；这就要求我们在设计通讯方

案的时候，必须特别注重效率问题。

?我们一方面采用客户端和服务器端通过一次握手、打包传输的方式来提高通讯效率；另一方面，对数据本身采用了特征值智能压缩算法，高保

真大压缩比地压缩现场数据，特别是振动波形和频谱数据，确保在窄带

传输的条件下，大量现场数据的有效实时传输。

３系统的特点及功能

３．１现场数采分析模块ＦＡＳ站

现场数采分析模块ＦＡＳ站是一个以微处理器为核心的智能化的数据采集分析系统，由多块分布式板卡等组成，最终将各种传感器的信号转换成Ａ／Ｄ可以接受的信号。这种结构形式给工业现场提供了最大的配置灵活性。

ＦＡＳ性能参数

最大输入点数１６路有线信号（振动、温度等４２０ｍＡ、１５Ｖ信号）

振动量振动位移／速度／加速度

连接信号

输入类型

其它现场４２０ｍＡ、１５Ｖ仪表输出数据更新速率１０－２４００ｓ

数据传输４８００ｂｐｓ，１０位

数据采样１５Ｋｐｓ，１０位

ＦＦＴ谱线数４００～３２００线

工作特性

解调分析硬件共振解调电路

通讯ＴＣＰ／ＩＰ、ＲＳ２３２、ＲＳ４８５多种通讯方式可选；增加无线网络模块，可进行无线ＣＤＭＡ网络通讯。

工作温度－５０℃～２５０℃供电要求ＤＣ２４／０．５Ａ

图１８现场数采站ＦＡＳ

３．２现场ＷＥＢ服务器

３．２．１现场ＷＥＢ服务器概述

现场ＷＥＢ服务器由高性能的专业服务器和相应软件组成。现场ＷＥＢ服务器硬件选用美国ＤＥＬＬ公司生产的高性能的服务器，其硬件配置为：

ＣＰＵ２．８Ｇ；

１ＧＭ内存；

２Ｘ１６０Ｇ硬盘；双１０Ｍ／１００Ｍ以太网网卡。

主要完成以下功能：

数据的长期存储与管理；

基于Ｂ／Ｓ结构的数据传输功能；

专业的诊断分析图谱系统管理及设置。

３．２．２功能一：数据的长期存储与管理

大型ＭＹＳＱＬ关系性数据仓库，长达十年的机组运行数据存储和管理；冗余热备份，保障数据存储安全。

３．２．３功能二：基于Ｂ／Ｓ结构的数据传输功能

ＲＪ４５接口，支持１０Ｍ／１００ＭＥｔｈｅｒｎｅｔ网络，以及ＴＣＰ／ＩＰ协议；

设备信息的低成本ＩＮＴＥＲＮＥＴ接入和网络信息共享技术；实现与ＦＡＳ间的数据交换，并将系统设置信息下载于ＦＡＳ中，并从ＦＡＳ获取

实时数据、历史数据以及启停机数据。其中，实时数据根据客户端请求进行即时分发，其目的是最大程度降低网络传输的负担，从而达到网络资源的有效利用；而历史数据和启停机数据直接写入数据库；

只需要一个网卡，支持多个ＩＰ地址，分别对应ＩＮＴＲＡＮＥＴ和ＩＮＴＥＲＮＥＴ等；基于Ｂ／Ｓ结构的网络结构：

?不需要专用的工程师站，任何连接ＩＮＴＥＲＮＥＴ的计算机均可实现浏览功能，而无需安装任何软件；

?全部功能采用基于ＩＮＴＥＲＮＥＴ的远程浏览方式，使用人员可以身处世界任何角落，浏览机组运行信息；

?在进行现场服务时，也可以方便获取机组运行信息。

３．２．４功能三：系统管理与设置

系统升级：进行ＷＥＢ本身的软件版本升级，同时把升级信息下传到ＦＡＳ等，完成整个系统的同步升级。

ＦＡＳ设置：可以对下属各ＦＡＳ进行设置，包括各分站名称、ＩＰ地址设置，机组名称、振动、工艺量的设置、门限设置等。

用户及其级别设置等：可以设置浏览用户，一般用户，管理员用户等级别，不同级别用户，需不同的授权密码，才能进行相关的数据浏览、系统设置与维护，使得ＷＥＢ访问具有密码保护。

３．３加速度传感器

用于风机的振动监测，该传感器为接触式压电晶体振动加速度传感器。振动体的振动加速度与传感器的输出电压成比例。该传感器具有较宽的频率响应范围，且易于安装。

３．３．１普通加速度传感器

对于监测齿轮箱中间级、输出轴以及发电机前后轴承的振动，我们选用普通的加速度传感器，其性能指标为：

灵敏度１００ｍＶ／ｇ

测量范围８０ｇ

频率范围１０～１００００Ｈｚ

工作温度－４０～８０℃

工作电压１２～２４Ｖ

３．３．２专用低频加速度传感器

对于监测机组主轴、齿轮箱行星级的振动，我们选用专用的低频加速度传感器，其性能指标为：

灵敏度２５０ｍＶ／ｇ

测量范围５０ｇ

频率范围０．２～１００００Ｈｚ

工作温度－４０～８０℃

工作电压１２～２４Ｖ

４、系统的主要配置（单台机组）

类别序号描述单位数量生产厂家

１数采分析模块ＦＡＳ站套１阿尔斯通创

为实

２现场ＷＥＢ服务器：ＤＥＬＬ２．８Ｇ／１Ｇ内

存／２Ｘ１６０ＧＢ

套１

美国ＤＥＬＬ公

司

３监测采集分析软件包套１阿尔斯通创

为实

风电振动监测分析系统

４数据远程通讯软件包套１阿尔斯通创

为实

５低频加速度传感器只２传感器

６普通加速度传感器只４

风电电能质量检测系统

风电电能质量检测系统横河电机低电压穿越（LVRT）解决方案低电压穿越（Low Voltage Ride Through, LVRT）是指在风力发电机并网点电压跌落的时候，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间(区域)。如果风电机组不具备LVRT能力，就会在电网故障导致电压跌落时，由于风机自身的保护系统动作使风机与电网断开，电网电压会降的更低，甚至有使系统崩溃的风险。国际电工委员会（International Electro technical Commission，简称IEC）针对风力发电机组发布了IEC61400系列技术标准。其中的第21部分即IEC61400-21，内容是关于并网风力发电机组电能质量特性测试，规定了风电电能质量的测试项目、测试原理以及测试指标等，是风力发电电能质量测试的基本依据。低电压穿越能力的标准就是之中的重要组成部分。 IEC61400-21主要测试项目包括： 1.低电压穿越 2.谐波、间谐波、高频谐波 3.闪变 4.有功功率、无功功率 5.电网保护、重连时间不同国家(和地区)所提出的LVRT要求不尽相同。目前在一些风力发电占主导地位的国家，如丹麦、德国等已经相继制定了基于IEC61400-21的新的电网运行准则。中国也已经发布了基于IEC61400-21的国内风力发电机组并网标准。 IEC61400-21定量地给出了风电系统离网的条件（如最低电压跌落深度和跌落持续时间），只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许风力发电机脱网，当电压在凹陷部分时，发电机应提供无功功率。图1 IEC61400-21标准中的风电系统离网的条件 ●红线所示程度以上的电网跌落，不能导致风机脱网或发电单元运行不稳定。 ●风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保持并网运行625 ms的低电压穿越能力。 ●风场电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风场必须保持并网运行。 ●风电场升压变高压侧电压不低于额定电压的90%时，风电场必须不间断并网运行。 IEC61400-21标准中低电压穿越测试要求记录风力发电机输出端的有功功率、无功功率、有功电流、无功电流和电压随时间的变化。

本特利风力发电机状态监测解决方案

本特利风力发电机状态监测解决方案 1

风电机组会长期承受诸多无法预知的运行条件，这些都可能会对机组运行造成非常严重的不良影响。如果能尽早地发现这些问题并加以处理，那么必然会提高风机的可利用率，同时也能够降低维护成本。因此先进的状态监测技术与专业经验对于可靠地进行资产设备管理而言至关重要。齿轮箱是首要问题行星齿轮箱的故障是风电机组制造商和运行人员主要担心的问题。据统计仅与齿轮箱本身的故障问题直接相关的维护费用就占到了风电场运行与维护费用的25%-30％。本特利内华达风机状态监测系统让运行人员能够远程获知齿轮箱的运行状况。经过该系统获取的齿轮箱早期故障状态数据，使运行人员在齿轮箱出现轻微故障时，能够合理地改变运行方式，延长机组的运行时间，从而保证发电收益，而且能够降低被动式故障检修的风险，避免非计划停机或灾难性事故的发生。对风场的所有风机实施主动预防性的状态监测还能够帮助运行人员有效地规划和合理地安排机组的停机维护计划。将所有需要停机维护的风机集中安排在一次检修计划中进行检修，只需使用一台吊车，这样便能节省近百万的维护费用。为什么要使用本特利内华达ADAPT.wind TM系统？它能使您从使用的第一天就对机组运行状况了如指掌。经过

荆竹山风电工程项目部测量方案.doc

临湘荆竹山风电场工程施工测量技术方案集团有限公司深能源翰嘎利风电工程项目部 2016年11月

编写：周衍旺校核：刘强高审核：柳建军批准：易美康目录

1.工程概况 (1) 1.1地形地貌 (1) 1.2交通条件 (1) 2.施工测量准备工作 (1) 2.1资料收集 (1) 2.2现场的勘察 (2) 2.3全面熟悉设计图表 (2) 2.4测量人员及仪器配备 (3) 3.建立测量制度 (3) 4.施工测量的复测和加密 (4) 5.风机中心桩放样、高程获取及预埋件、基础环安装测量 (4) 5.1风机中心桩的放样 (4) 5.2高程测量方法 (5) 5.3预埋件、基础环安装测量 (6) 6.基础土（石）方量的计算 (6) 7. 质量保证措施 (6) 7.1仪器鉴定 (6) 7.2原控制点的复测 (7) 7.3控制测量 (7) 7.4完善测量记录 (7) 8.安全保证措施 (7) 9.工程竣工验收 (7)

1.工程概况 1.1地形地貌科右中旗东俯东北平原，西临蒙古高原，南通哲里木粮仓，北接呼伦贝尔草原。场址附近属于丘陵区，地表为草地，山头绝对高程多在300~350m间，相对高度多不足百米。山脊普遍较宽，山坡平缓。场址区地面高程约在263~340m之间。风电场的面积大约为25km2。 1.2交通条件本工程项目位于内蒙古兴安盟科右中旗巴彦呼舒镇北部平原，科尔沁右翼中旗交通便利，目前已有111国道和省级大通道从风电场区附近通过，县级公路有6条，贯穿全旗各地。 2.施工测量准备工作 2.1资料收集我部在施工复测之前，首先将设计单位移交的有关资料，如科右中旗翰嘎利湖风电场一期工程地形测量技术报告，翰嘎利风电场地形图，25个风机中心坐标，地勘报告等进行室内检核和现场核对。全面了解路线、风机位置及地形情况，以便确定相应的测量方法。对于设计单位提供的以上资料，我项目部工程管理部及测量队要全面的熟悉图纸并进行认真的审核，对于在审核中所发现错误或者表述不清之

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

某风电沉降观测方案

****** 风电工程沉降观测方案一、工程概况：岚县河口风电工程安装了24 台风机。地质环境属于覆矿风场，风机运行期间，附近矿区采矿，露天挖掘作业将部分风机所在的山体周围挖掘严重。特别是#10 风机，山体周围被挖成断壁状，破坏了山体原来的地貌，严重威胁到风机的安全运行。目前矿区已停止对#10 风机所在山体的挖掘工作。为保障风机的安全运行，防止发生倒塔事故，掌握风机在特种地理环境和地质条件下的基础沉降数据，检修公司试验研究所对该风机进行了跟踪观测。目前已取得第一次观测数据作为后续观测的初始数据。便于进一步比较分析，形成沉降-时间关系曲线。二、现场实际情况、观测点、基准点的布置工程上对建筑物的沉降观测一般采用水准测的方法，在建筑物上埋设观测点，沉降观测点应依据建筑物的形状、结构、地质条件、桩形等因素综合考虑，布设在最能敏感反映建筑物沉降变化的地点。一般布设在建筑物四角、差异沉降量大的位置、地质条件有明显不同的区段以及沉降裂缝的两侧。埋设时注意观测点与建筑物的联结要牢靠，使得观测点的变化能真正反映建筑物的变化情况。在建筑物附近并能躲开建筑物影响的范围外（一般取80m-100 m）埋设水准点，水准点可利用已有的、稳定性好的埋石点和墙脚水准点，水准点经过校验是稳定的，利用水准仪测量观测点与水准点之间的高程差，来判断建筑物是否发生沉降。观测点、水准点应不受环境条件及人为损坏。对于风机基础沉降的观测，《中国大唐集团新能源股份有限公司机务技术监督实施细则》中规定：沿风机基础底座周边与基础底座轴线相交的位置布点，每台风机设置沉降观测点不得少于 4 个，对每个观测点均需观测和记录，水准工作基点应尽量靠近观测点位置,但应在基础沉降影响范围之外，即距风机基础边线至少应大于80m,基准点一般不少于3个。

风电监测的方法详解

风电监测的方法详解为了分析和找寻可能的监测方法，需要细剖风力电机的物理现象交互过程：风力（风速、风压）->叶片（应变、振动、转动）->轴(转速、振动、噪音)->齿轮箱（振动、摩擦、发热、噪音）->发电机（振动、摩擦、发热）->电线（发热）。那么即可以从振动信号（振动、转速）、油液信号（摩擦时交换物质被带入润滑油/液压油中）、应变信号、红外信号（温度）、噪音信号和效能信号（风速、转速、电能质量）六大类进行监测。（1）油液监测。油液监测是早期预警的重要手段。齿轮间的啮合摩擦会使金属颗粒被带入油液当中，随着时间的推移就会出现磨损、裂痕等状况。大多数的轴承与齿轮老化，都是因为使用润滑油不当而导致进一步损伤风机传动系统。这类监控包含油粒子( Oilparticle) 计数与温度测量。通过如粒子计数器等装置，即可了解润滑油的品质与可能的污染状态。而工业级用油中的水污染物，扮演了极重要的角色。水分过高可能导致元件过热、腐蚀，出现严重故障。（2）振动监测。油液监测是中期预警的重要手段。通过振动监视可以了解旋转机械设备的状态，因此振动是风电机组监测最重要的方面之一。风电机组都包括主轴承、齿轮箱与发电机，通过振动监测可以有效地了解这些设备的健康状态。根据有效的频率范围，可以使用位置传感器(低频段)、速度传感器(中频段) ，或加速度传感器(高频段)。振动传感器固定在待测部件之上，从而获取与瞬时本地运动相应的模拟信号。针对这类测量，采集设备应具备高采样率、高动态范围与抗混叠等功能。此外，还可以监测风机机舱与塔架的结构振动，从而了解结构弯曲，以及风力的气体动力效应。通过监视这些振动信号，就可以在关键部件发生重大故障之前，先发现部件是否产生任何问题，比如齿轮或轴承的老化/破损。而针对旋转机械，必须对传感器信号进行阶次分析以获取谐波信息。谐波(Harmonics)可以用来判断部件性能，进行早期诊断。（3）应变监测。油液监测是中期预警的重要手段。应变监测常见于结构健康监测等应用中，且在风力发电领域逐渐凸显其重要性。实验室往往通过应力测量，测试风机叶片的使用寿命。这些测量通常使用金属馅(Metalfoil) 应变计，相应的数据采集装置则需要具备电压激励与桥路补偿等功能。应变计可安装于叶片的任何位置，但根据传感器数目的不同，其分布位置也有所差异。传感器应妥善安

风力发电行业的完整测试解决方案

风力发电行业的完整测试解决方案新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。目前我国新能源利用技术已经取得了长足进展，并在各地形成了一定的规模，尤其在风能领域发展非常迅速。近期国家出台了新能源发展规划，风力发电作为重点扶持行业，拥有了更广阔的发展前景。风能领域概述和其他类型的新能源相比，风能的独特优势使其在新能源开发利用中备受青睐。其一，储量大、分布广。我国探明风能理论储量为32.26×109kW，而可开发利用的为2.53×109kW，近海可利用风能7.5×109kW。我国东南沿海和内蒙、新疆、甘肃等东北、西北地区是最大风能资源区。其二，可利用性强，成本相对低。目前风电场造价成本约为8500～9000元/千瓦时，机组（设备）占70%左右，基础设施占25%，其他占5%。风电场运行维护成本费用很低（约占风电机组成本的3%～5%），建设周期短（半年左右）。一旦建成，风电场就是一源源不断的出钱机器。风力发电的技术核心风力发电系统作为风能发电领域的核心环节，技术进步也是日新月异。目前主要有恒速恒频风力发电机系统和变速恒频风力发电机系统两大类。恒速恒频风力发电系统一般使用同步电机或者鼠笼式异步电机，通过定桨距失速控制的风轮机使发电机的转速保持在恒定的数值，从而保证发电机端输出电压的频率和幅值恒定，其运行范围比较窄，只能在一定风速下捕获风能，发电效率较低。变速恒频风力发电系统一般采用永磁同步电机或者双馈电机作为发电机，通过变桨距控制风轮，使整个系统在很大的速度范围内按照最高的效率运行，这是目前风力发电技术的发展方向。对于风机来说，其调速范围一般在同步速的50%～150%之间，如果采用普通鼠笼异步电机系统或者永磁同步电机系统，变频器的容量要求与所拖动的发电机容量相当，非常不经济。双馈异步风力发电系统定子和电网直接相连接，转子和功率变换器相连接，通过变换器的功率仅仅是转差功率，这是各种传动系统中效率比较高的，该结构适合于调速范围不宽的风力发电系统，尤其是大中容量的风力发电系统。采用绕线异步电机作为发电机并对其转子电流进行控制，是变速恒频异步风力发电系统的主要实现形式之一。主要的拓扑结构包括交流励磁控制、转子斩波调阻以及由上述两种拓扑结构结合发展而来的混合结构。 1 交流励磁结构交流励磁控制通过变频装置向转子提供三相滑差频率的电流进行励磁，这种方式的变频装置通常使用交交变频器，矩阵变换器或交直交变频器。 2 斩波调阻结构这种结构的基本思想是采用一个可控电力电子开关，以固定载波频率的PWM方法控制绕线电机转子回路中附加电阻接入时间的长短，从而调节转子电流的幅值，控制滑差约在10%的范围之内。该结构依靠外部控制器给出的电流基准值和电流的测量值计算出转子回路的电阻值，通过电力电子器件的导通和关断来调整转子回路的电阻值。这种电力电子装置的结构相对简单，但是其定子侧功率因数比较低，且只能在发电机的同步转速以上运行，是一种受限制的变速恒频系统。 3 混合结构为了降低变流器的成本并且能够实现风力发电系统的宽转速范围运行，有人提出一种基于双馈电机斩波调阻与交流励磁控制策略多功能变流器拓扑结构，将整流器、斩波器和逆变器结合在一起，该结构的巧妙之处在于斩波器和逆变器共用了一组可控的电力电子开关，但是由于引入了四个接触器型的受控开关，导致该结构的主回路结构复杂，很难

常见风电叶片问题及风电叶片检查方案

目录catalog 01常见叶片问题及检查方法 Blade inspection methods 02介绍及案例展示 CobotAI-B1 introduce and inspection case

风电叶片容易受到强风、雷击、疲劳的影响，引起风电叶片结构损伤；且由于出厂质量影响，有些缺陷长期存在，影响叶片的可靠性。 Wind turbine blades easily affected by strong winds, lightning, fatigue, caused blades damage ; And because of the influence of the factory quality, some defects exist for a long time, the influence on the reliability of the blade 随风机运行时间增长，叶片维修需求增加，但普通叶片检查只能查出表面缺陷，存在隐患，所以需要开展叶片无损内部检测。Grow along with the running time, blade repair demand increases, but blade visual inspection only can be found surface defect, so need for a nondestructive internal inspection.

分类人为检测仪器检测检测方式Inspection way 人工目测、敲击、单反相机远距拍照 visual inspect , knock, take picture 超声无损检测 Ultrasonic 红外无损检测 infrared 特点Feature 简单，直接，易于操作，成本较低。叶片成型前缺陷及人不可及处缺陷无法检测，人为因素影响检验结果Simple, direct, easy to operate, low cost . Blade molding defects and the person before and cannot detect flaw, human factors affect the test result 在工厂针对断层和缺胶检查，目前无法实现风场实时检测In view of the faults and short of glue in the factory inspection, at present can't wind field real- time detection 检测灵敏度高、检测速度快，检测缺陷范围广，实时成像，能够实现风场实时检测。High detection sensitivity, fast detection, real-time imaging, the testing range of the wind field can be implemented for real-time detection.

亚控风电集控中心解决方案

风电集控中心解决方案一、方案概述风电场集控中心监控系统是为了实现风电公司对其地域分散的多个风电场进行远方监视与控制的要求，其目的是为了提升风力发电场综合管理水平，实现“无人值班、少人值守、区域检修”的科学管理模式，减少运行维护成本。本系统的建设目标是采集、整理厂内各生产实时控制系统的各类生产实时数据，建立统一的厂级实时历史数据库平台，实现过程数据的统一、长期存储。并以此为基础，实现厂级生产过程信息远程实时监视控制、趋势分析、实时报警等功能；自动产生各类报表以满足风电场对于生产过程的管理要求，确保机组安全、高效运行。

二、方案亮点接口丰富（比如Modbus、OPC、DL104、DL103、DISA等），可以采集不同厂家、不同协议的风机或远动设备的数据，所有风机或远动数据集中到一台计算机上，便于分析管理；分布式系统架构，实现远程管理；采用统一的数据平台，所有数据共享，维护成本低；支持透过网闸的功能；支持数据镜像和系统集群冗余；纯分布式的结构平台，系统扩展十分方便；数据库支持多种数据压缩方式；支持历史回放，再现历史，方便查找故障及事故原因；设备故障预测大大提高设备的可靠性；无限扩展的分析工具，有效提高风机的运行效率。

三、系统架构系统架构图亚控科技的KingSCADA自动化软件产品为风电集中监控系统提供了灵活的软件解决方案。可靠的实时历史数据库KingHistorian存储风场的海量数据。计算软件KingCalculation 和报警软件KingAlarm&Event对数据库海量数据进行数据统计分析、预警、设备管理、运行优化等数据挖掘提高设备的利用率及风机发电率。四、系统功能平面风场，可显示风场所有风机，包括显示风机的状态等参数

Abaqus在风电领域解决方案

Forming Abaqus风电行业解决方案 Simulia软件公司 2009年5月

目录第一章Abaqus简介 (1) 第二章Abaqus风电领域简介............................................. .. 5 第三章Abaqus应用实例 (6)

第一章Abaqus简介 1. 1Abaqus软件公司及产品简介美国Abaqus软件公司成立于1978年，总部位于美国罗德岛博塔市，专门从事非线性有限元力学分析软件Abaqus的开发与维护。公司总部雇员二百余人，其中近90人具有工程或计算机博士学位，近60人具有硕士学位，被公认为世界上最大且最优秀的固体力学研究团体。 Abaqus软件已被全球工业界广泛接受，并拥有世界最大的非线性力学用户群。Abaqus软件以其强大的非线性分析功能以及解决复杂和深入的科学问题的能力，除了在广大工业用户中得到认可外，也在以高等院校、科研院所等为代表的高端用户中得到广泛赞誉。随着研究水平提高所引发的对高水平分析工具需求的加强，Abaqus软件在各行业用户群中所占据的地位也越来越突出。风电领域是Abaqus软件的一个重要应用领域。 2002年5月成立的Abaqus公司北京代表处和2005年1月成立的Abaqus公司上海代表处是Abaqus公司在大中国地区的两个分支机构，全面负责Abaqus 软件在中国的推广和服务，以及软件的本地化工作。随着软硬件技术的不断发展，Abaqus公司的业务也持续发展，2002年增长11%，2003年增长18%。Abaqus软件的用户绝大部分是租赁用户，这些用户通常对产品和服务要求都是很苛刻的。Abaqus是一个推崇技术的公司，它始终走在结构力学研究和软件化领域的前沿，它良好的品质和服务得到业界的广泛认可，这也是占其用户很大比重的租赁用户一年又一年往复租用它的原因。 1. 2Abaqus软件产品的性能特点

风电检测方案

风电检测配置方案风力发电是一种成长中的干净的可再生能源。无论是单个机组还是组合机组的风力发电场，它们都是目前世界上发展很快的新能源。风力发电机组原理是将风力机械能转化成电能。风力发电的规模可以从500 KW到6 MW。最常用的风力发电机组是水平轴布置。有些是三桨叶，上风向并且带有偏航控制，有的则是二桨叶，下风向，自然随风旋转。也有垂直布置的风力发电机组，它们也被称为Darrieus （打蛋形）风力发电机组，根据法国发明家而命名，但是这种打蛋形的设计不是很流行，逐渐被性能较好的水平布置的风力发电机组所代替。风力发电机组基本上是一个大型低速风扇，但是它不是电能驱动，没有将机械能通过减速箱驱动大型低速风扇，相反的，它提供机械能，通过加速箱驱动发电机产生电能。这个反向的过程带有很多会产生振动的旋转部件，长时间的损耗可能会导致最终失效。风力发电机组能否正常工作是运维的核心问题。对风力发电机组来说，主要轴承，齿轮箱和发电机失效是不可以接受的。这些部件的替换将会非常昂贵，而且重量大，安装地点是50-100 米的高空上。在风力发电机组上安装永久型加速度振动传感器可以检测下述问题：?齿轮失效 ?齿轮磨损 ?叶轮振动 ?电子故障 ?不平衡 ?不对中 ?松动 ?共振低频加速度传感器主要轴承和转轴的速度大约是30-60 rpm。这也是齿轮箱输入轴的旋转速度。旋转频率范围是30 –60 cpm (0.5–1.0 赫兹)的情况应采用低频加速度振动传感器。测量的范围包括主轴旋转频率，叶片通过频率，主轴承频率，齿轮箱输入轴轴承频率和齿轮啮合频率等等。这些低频加速度振动传感器通常可以提供500mV/g 以及12-180000 cpm (0.2–3000赫兹) 的频率范围。选型为美国CTC公司低频加速度传感器产品AC135-1A或AC136-1A，主要性能参通用型加速度振动传感器齿轮箱的中间轴和输出轴都会有比较高的旋转速度，并且产生比轴承和齿轮啮合更高的扰动频率。事实上，输出轴的旋转频率在通常情况下比输入轴高50-60 倍。测量其带动的

风电场并网测试方案

风电场并网测试方案（A 版/0）编制：审核：批准：新能源发电有限有限公司 2017年12月

目录一、风电场基本信息 (1) 二、无功补偿装置基本信息 (1) 三、检测依据相关标准 (2) 四、检测用设备 (3) 五、测试测试项目信息 (3) 六、测试步骤 (4) 七、风险点分析 (5) 八、安全措施 (6)

中电风电场入网测试方案风电场联系人：电话：一、风电场基本信息二、 #1、#2无功补偿装置基本信息 #1SVG 参数型号无功补偿装置：QNSVG-12000/10 SVG 连接变压器：S11-12000/37 生产厂家思源电气股份有限公司保护定值过电压定值 120 时限0.5S 低电压保护退出不平衡定值8 时限0.5S 容量调节范围容性12Mvar ，感性12Mvar 的磁阀控制电抗器静止型动态无功补偿装置，调节范围从从感性12 Mvar 到容性24Mvar 能否满发能风电场基本信息装机容量 99.0MW 风机型号主变型号无功补偿装置型号功率控制系统测量PT 准确等级 0.2 测量CT 准确等级 0.5 风电场接入方案及检测点说明：

能否1.1倍额定容量运行能生产日期2013年07月是否完成AVC系统调试完成 #2SVG参数型号无功补偿装置：QNSVG-12000/10 SVG连接变压器：S11-12000/37 生产厂家思源电气股份有限公司保护定值过电压定值120 时限0.5S 低电压保护退出不平衡定值8 时限0.5S 容量调节范围容性12Mvar，感性12Mvar 的磁阀控制电抗器静止型动态无功补偿装置，调节范围从从感性12 Mvar 到容性12Mvar 能否满发能能否1.1倍额定容量运行能生产日期2016年03月是否完成AVC系统调试完成三、检测依据相关标准 [1]GB/T 20297-2006 《静止无功补偿装置(SVC)现场试验》 [2]GB/T 19963-2011 风电场接入电力系统技术规定 [3]Q/GDW 11064-2013 风电场无功补偿装置技术性能和测试规范 [4] Q-GDW630-2011 风电场功率调节能力和电能质量测试规程 [5]调技2012（14号）《山东电网风电场并网检测规程》 [6]Q/GDW 241-2008 《链式静止同步补偿器》 [7] GB/T4549 电能质量及公用电网谐波

本特利风力发电机状态监测解决方案

本特利内华达ADAPT.Wind TM风力发电机状态监测解决方案-实现对风电机组产品生命周期的有效延伸随着中国市场对清洁能源需求的日益增长，在风电行业出现持续增长的同时，如何对制造后的产品实现在运行层面有效监测，提升风机的实际使用寿命周期，从而实现风力发电生产的持续竞争力等一系列需求，也逐渐成为了风机制造商，风场业主与运行人员最为关心的话题之一。本特利内华达ADAPT.wind TM状态监测系统解决方案提供了从传感器到监测器和软件以及故障诊断服务的一体化可扩展的解决方案，通过主动预防性地检测风电机组传动系统早期的故障和问题，不仅帮助风机制造厂商及时对安装机组进行故障预警及诊断，提升售后质保期内的产品安全可靠性，为高效率服务提供更加可视的平台，同时也极大的帮助运营商控制运行维护成本，更加优化管理风电场的资产，提高设备的可利用率并降低维护的费用，提升风场经济效益。 ADAPT.wind TM系统不仅已作为GE风电机组配置的标准状态监测解决方案在全球使用，同时它还可以根据整机制造商的要求，灵活配置在其他任何整机制造商生产的风电机组上。为什么要振动状态监测？风电机组会长期承受诸多无法预知的运行条件，这些都可能会对机组运行造成非常严重的不良影响。如果能尽早地发现这些问题并加以处理，那么必然会提高风机的可利用率，同时也可以降低维护成本。因此先进的状态监测技术与专业经验对于可靠地进行资产设备管理而言至关重要。齿轮箱是首要问题行星齿轮箱的故障是风电机组制造商和运行人员主要担心的问题。据统计仅与齿轮箱本身的故障问题直接相关的维护费用就占到了风电场运行与维护费用的25%-30％。本特利内华达风机状态监测系统让运行人员能够远程获知齿轮箱的运行状况。通过该系统获取的齿轮箱早期故障状态数据，使运行人员在齿轮箱出现轻微故障时，可以合理地改变运行方式，延长机组的运行时间，从而保证发电收益，而且可以降低被动式故障检修的风险，避免非计划停机或灾难性事故的发生。对风场的所有风机实施主动预防性的状态监测还可以帮助运行人员有效地规划和合理地安排机组的停机维护计划。将所有需要停机维护的风机集中安排在一次检修计划中进行检修，只需使用一台吊车，这样便能节省近百万的维护费用。