[实用新型]一种海上风电机组支撑结构状态监测系统

说明书

本实用新型属于风力发电领域，具体涉及一种海上风电机组支撑结构状态监测系统，包括依次相连的传感器、数据采集系统、数据处理与存储单元、通讯交互装置和终端监测平台；传感器由温度传感器、湿度传感器、气压传感器、H₂S传感器、支撑结构载荷传感器和螺栓拉伸传感器并联组成；基于传感器，实时获得海上风力发电机组支撑结构内部环境条件与运行载荷情况，将传感器检测的数据与安全阈值相比，将各种数据通过通讯交互装置传递到终端监测平台，实现对风电机组内部情况的实时监测。

技术领域

本实用新型属于风力发电领域，具体涉及一种海上风电机组支撑结构状态监测系统。

背景技术

近年来，海上风力发电机组装机容量逐年增加，相对于陆上风电场，建设期海上风电场建设施工费用、设备费用显著增加，运营期海上风电设备维护受台风、波浪等不利海况条件的影响，可达性、及时性较差，风电机组运行维护较困难，成本很高。为了保证风电机组安全稳定运行与降低运维成本，需要从提升风电机组研发技术水平与增加状态监测角度出发，尽可能降低风电机组的故障率，从而提高风电机组的可靠性显得尤为重要。

海上风电场环境中高湿度、高盐雾对风电机组产生较大的腐蚀危害，支撑结构内部中海水里面的生物腐烂会后产生剧毒硫化氢气体，对风电机组运维人员开展检修和维护工作带来安全性风险。通常情况下，有毒气体浓度高于阈值后需进行气体交换降低有毒气体的浓度，同时保证风电机组内部处于微正压的环境条件。因此，对风电机组内部的环境条件的监测，有助于了解内部环境状态确定其密封性和有害性，可以提高风电机组的可靠性并且为运维工作提供安全预警和安全保障。

我国东南沿海建设的风电场常年遭受台风的影响，严重时导致风电机组倒塔，开展支撑结构载荷的状态监测，可以长期收集支撑结构受风浪耦合后影响的载荷、台风条件下机组承受的载荷、船舶停靠产生的冲击载荷以及螺栓预紧力数值，对于保证风电机组的安全性、评估支撑结构寿命损耗以及提高运维水平具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种海上风电机组支撑结构状态监测系统，以实现对海上风电机组支撑结构载荷与螺栓轴力实时监测与预警，保障风电机组安全运行，可为支撑结构寿命损伤提供数据基础，同时感知有毒气体浓度，为运维作业人员提供预警以降低风险。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种海上风电机组支撑结构状态监测系统，包括：依次相连的传感器、数据采集系统、数据处理与存储单元、通讯交互装置和终端监测平台；

所述传感器由温度传感器、湿度传感器、气压传感器、HS传感器、支撑结构载荷传感器和螺栓拉伸传感器并联组成；

所述温度传感器和湿度传感器设置在塔筒与基础连接层平台上的防辐射罩内，所述气压传感器设置在气压设备柜内，所述HS传感器数量有若干个均匀设置在塔筒与基础连接层平台周围，所述支撑结构载荷传感器有若干个均匀设置在起支撑作用的塔筒内壁上，所述螺栓拉伸传感器有若干个分别布置在塔筒与基础连接层平台内不同的螺栓上。

本实用新型的进一步改进在于：还包括报警装置，所述报警装置与数据处理与存储单元相连。

本实用新型的进一步改进在于：还包括风电机组供电系统，所述风电机组供电系统分别与数据采集系统、数据处理与存储单元、报警装置和通讯交互装置相连。

本实用新型的进一步改进在于：还包括不间断电源，用于在风电机组供电系统失效时为数据采集系统、数据处理与存储单元、报警装置和通讯交互装置供电。

本实用新型的进一步改进在于：所述支撑结构载荷传感器的数量大于等于四个。

本实用新型的进一步改进在于：所述螺栓拉伸传感器的数量大于等于八个。

本实用新型的进一步改进在于：终端监测平台为电脑、移动设备或服务器。