產(chǎn)品 風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)

產(chǎn)品概述

   雷視凈空系統(tǒng)集成機器視覺和毫米波測量技術(shù)，用于監(jiān)測全天候風(fēng)力發(fā)電機組塔架凈空距離的系統(tǒng)，包含設(shè)備與上位機軟件?？梢詫崟r監(jiān)測到風(fēng)機塔架凈空距離，以及變化趨勢?？梢愿鶕?jù)客戶的要求設(shè)置報警閾值，實現(xiàn)對風(fēng)電場風(fēng)機凈空較低時進行預(yù)警、顯示和歷史數(shù)據(jù)存儲，能夠?qū)崟r監(jiān)測被測機組葉片塔架凈空的運行狀態(tài)變化趨勢，該系統(tǒng)會通過主控進行機組控制。

系統(tǒng)原理

風(fēng)力發(fā)電機組凈空系統(tǒng)可實現(xiàn)葉片凈空的實時測量，視頻和毫米波監(jiān)測融合技術(shù)可以滿足白天、夜間、常規(guī)天氣監(jiān)測，視頻凈空可以適應(yīng)雨天監(jiān)測，毫米波凈空可以滿足霧天凈空監(jiān)測，工況適應(yīng)性能達到98%工況覆蓋率，凈空系統(tǒng)可以穩(wěn)定實時輸出凈空值給主控實時保護風(fēng)機的安全運行。

大霧并且同時伴有大雨特殊天氣該系統(tǒng)無法正常監(jiān)測凈空，會輸出天氣識別特征值給主控，主控系統(tǒng)可以根據(jù)天氣模式采用安全槳距角限功率運行。

視頻監(jiān)控通過高清無畸變相機采集葉片運行畫面，輔以補光燈實現(xiàn)夜晚環(huán)境圖像采集，并通過屏蔽網(wǎng)線將圖像數(shù)據(jù)實時發(fā)送到凈空主機中。該系統(tǒng)應(yīng)用計算機視覺技術(shù)，對圖像進行解析，計算葉片凈空值。

毫米波雷達采用頻段為80GHz，調(diào)制波形為調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達。主體安裝于機艙尾部（根據(jù)實際風(fēng)電機組機艙內(nèi)作業(yè)空間來確立），通過毫米波雷達主機發(fā)射錐形電磁波，實時監(jiān)測風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)過程中葉片周期性經(jīng)過該錐形區(qū)域時形成的葉片目標點，輸出葉片相對毫米波雷達的坐標位置信息。進一步通過坐標系轉(zhuǎn)換，計算葉片與塔筒間實時距離，即葉片實時凈空，視頻監(jiān)測凈空值與毫米波監(jiān)測凈空值進行融合計算后將計算凈空值實時傳遞到風(fēng)機控制系統(tǒng)，主控系統(tǒng)根據(jù)凈空監(jiān)測標志位選用凈空值，通過變槳或停機等手段實現(xiàn)小凈空（實際凈空小于設(shè)計最小凈空）保護，以預(yù)防葉片掃塔事故發(fā)生，保障風(fēng)力發(fā)電機組安全運行。

其整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

圖1凈空監(jiān)測系統(tǒng)示意圖

雷視融合凈空監(jiān)測案例

風(fēng)力發(fā)電機組安裝凈空監(jiān)測系統(tǒng)后，可實時查看風(fēng)機視頻畫面、毫米波雷達 點云畫面、以及凈空時序波動變化。

 圖2某風(fēng)電場雷視融合案例

小凈空案例

        某風(fēng)電場安裝凈空監(jiān)測系統(tǒng)后，機組在小凈空（實際凈空小于設(shè)計凈空）時 能夠及時做出停機保護，避免機組出現(xiàn)葉片掃塔事故。小凈空時的視頻畫面、葉 尖運動軌跡、毫米波點云成像畫面、轉(zhuǎn)速凈空時序變化如下圖所示，視頻凈空為 3.57m，毫米波凈空為 3.70m，觸發(fā)凈空小于 4m 收槳保護停機，有效保障了機組 安全。

圖表 3塔架凈空觸發(fā)預(yù)警停機案例

       在危險凈空觸發(fā)后到機組停機過程中，雷達監(jiān)測葉片點云及計算凈空如下圖 所示，第一張圖葉片凈空 370cm，觸發(fā)凈空小于 4m 收槳保護停機，第二張圖葉 片凈空 856cm，機組已經(jīng)開始收槳停機，第三張圖葉片凈空 2077cm，機組不斷收 槳、執(zhí)行停機動作， 第四張圖，機組完成收槳并停機，葉片后緣朝向塔筒，此時 葉尖已經(jīng)遠離塔筒，有效保障了機組安全

圖表 4塔架凈空觸發(fā)預(yù)警到停機過程點云效果