11叶片扫塔防治及净空监测技术应用(1).pdf

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1、叶片扫塔防治及净空监测技术应用华能清洁能源研究院有限公司2024年4月28日123目 录背景与挑战发展趋势解决方案0101背景与挑战HNCERI 2020.All Rights Reserved背景与挑战背景与挑战行业趋势 更低的成本 更好的发电性能技术方向 轻量化叶片 超长柔性叶片风险隐患 叶片质量隐患 扫塔风险大 恶劣工况适应性差扫塔事故发生随机、叶片易损伤发电量损失大：减少无意义的净空控制风场环境、气候多变存量、新增机组数量多数据有效性高于95%精度越高电量损失越小可适应各种雨雪雾沙尘、陆上海上等气候地形性价比高、安装便捷维护简单、预警可靠HNCERI 2020.All Rights R

2、eserved背景与挑战背景与挑战 大叶片、高塔架风力发电机组在运行过程中，由于柔性塔架及叶片轻量化设计，叶片与塔架易出现动态净空距离小于机组设计的最小净空距离。如果发生叶片扫塔，轻则需要更换叶片，重则出现倒塔事件，将会造成很大的成本损失和发电量的损失。塔架净空监测尤为重要。通过机组变桨控制进行净空保护会带来比较大的发电量损失。HNCERI 2020.All Rights Reserved背景与挑战背景与挑战最高0202发展趋势HNCERI 2020.All Rights Reserved发展趋势发展趋势工业化信息化数字化智能化计算机仿真分析大部分故障预警风电场智慧运维全生命周期的风电场能源管

3、理系统大数据人工智能工业4.0技术降本以数字化方式实现风电在能源消耗革命进程中的历史使命物联网技术人工智能新型传感HNCERI 2020.All Rights Reserved发展趋势发展趋势0303解决方案HNCERI 2020.All Rights Reserved叶片净空监测叶片净空监测 叶片净空监测采用机器视觉技术、毫米波技术，通过安装在机舱底部的摄像头或毫米波雷达，实现叶尖与塔筒距离的实时监测。可以根据需要设置报警阈值，当净空距离超过报警值时，该系统会通过主控进行机组控制。通过机组主动控制避免扫塔事故的发生，同时可以减少由于机组过保护造成的发电量损失HNCERI 2020.All R

4、ights Reserved叶片净空监测叶片净空监测假设以5米作为紧急停机阈值，机组净空可在1/3周期内提升提空距离5米以上，可充分保障机组运行安全。机组防扫塔系统通过毫米波雷达获取目标叶片的准确距离结合系统安装的位置以及机组的几何位置信息，从而得到叶片前端相对于机舱塔筒的距离。净空监测HNCERI 2020.All Rights Reserved叶片净空监测叶片净空监测叶片健康状态预测净空-工况数据透视图三只叶片气动不平衡关系风况无净空保护净空值监控系统净空值主控逻辑保护净空值监控系统发电量损失主控逻辑保护发电量损失DLC125.220725.655135.77007损失0.07%损失5-1

5、0%DLC134.281994.575574.74251DLC143.94924.033925.34718DLC153.930474.805665.18287DLC213.864484.882343.88066DLC223.335993.070843.4281DLC235.402236.153085.44864DLC245.841636.146966.39736DLC416.760636.760678.08776DLC425.697955.700625.76873DLC517.356237.352917.84432当叶片出现结构性损失时会出现叶片净空变化数据突变，从而实现提前预警通过提升桨距角

6、、提前变桨进行净空保护会带来很大的发电量损失。发电性能提升HNCERI 2020.All Rights Reserved叶片净空监测叶片净空监测通常用单线、三线激光，以固定角度向下照射叶片弯曲时，依次截断L1-L2-L3，根据测距距离及载荷反演计算净空根据测距置信度和激光返回距离输出净空值激光雷达方案激光雷达方案HNCERI 2020.All Rights Reserved叶片净空监测叶片净空监测中央监控平台危险数据分析实时控制与预警保护机组安全获取机组运行图像边缘计算实时计算净空距离高清摄像头+补光设备+边缘计算