雷視凈空檢測系統(tǒng)
2025-09-26 北京公司
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