[发明专利]一种海上风电结构体形变监测系统及方法

说明书

本公开提供了一种海上风电结构体形变监测系统及方法，包括包括位于水上风电平台的若干均匀分布的第一定位装置、位于水上风机柱体上的第二定位装置、水下桩基信息采集装置、海岸边架设的基准站以及远端服务器；其中，所述水下桩基信息采集装置用于获取水下桩基的图像信息及其自身的当前位置信息；所述远端服务器用于接收所述第一定位装置、第二定位装置及基准站的三维位置信息，以判断海上风电结构体是否出现沉降和倾斜，同时，接收所述水下桩基信息采集装置的位置信息及水下桩基部分的图像，并基于所述图像利用预设的图像识别模型进行桩基裂缝的识别。

技术领域

本公开属于海上风电技术领域，尤其涉及一种海上风电结构体形变监测系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着风力发电这一清洁新能源技术的不断推进，海上风机数量越来越多，由于受海洋复杂环境的影响，风机结构体易出现不均匀沉降、倾斜或裂缝现象，将直接影响海上风电的安全性和耐久性。在风电场的建设和运维过程中，海底地质条件、设计方案、施工工艺等因素都会造成风机基础产生不均匀沉降或者倾斜，高速运转的风机转轴对基础沉降要求特别严格，必须将沉降控制在允许的范围之内，才能保证风电机组设备正常运转。此外，水下结构体长期受到海水的侵蚀以及海洋生物的附着也会出现裂缝的可能，海上风电投资成本较高，一旦发生事故将会造成重大的经济损失和不良的社会影响。因此，如何通过技术手段对海上风电结构体形变状况进行水上水下一体化监测与定量评估，实现早期故障的预警，是海上风电安全检测的重点和难点。通过根据监测结果准确了解海上风电结构体的形变结果，从而进行针对性的维护，达到事半功倍的有效运维策略，进而为海上风电的管理和保护措施制定提供参考依据和技术支持。

发明人发现，现有的形变监测方法存在以下缺陷，无法适用于海上风电结构体的形变监测：

(1)由于海上风电平台一般离海岸较远，通常无法提供可靠固定架设设备的观测平台，常规形变监测方法对其沉降或倾斜等监测比较困难，观测数据有限，且监测精度不高，不易实现自动化监测；同时，海上风电工程结构承受强风、大浪、海流、浮冰等复杂的海洋环境荷载及海上盐雾、潮寒、台风等恶劣天气影响，常规的监测方法无法完全满足海上风电安全监测的需求

(2)静力水准测量技术虽然监测精度高、可实现实时连续自动化监测，但它只能进行竖向的一维监测，无法对海洋平台的水平位移变形进行监测，同时，在同一平台上其稳定的基准点的选设也存在一定困难；

(3)对于水下结构体部分的腐蚀或裂缝监测，例如：在陆地水下桥墩裂缝主要通过三维声纳进行监测，但是需要把设备架设在水下三脚架上，而在海洋里受浪潮流的综合影响，固定架设在海底比较困难，成本也比较高；若是把设备固定到船体上进行扫射，当海上风电水下部分是三角架结构形式时，船体就无法靠近，即使可以进行监测，但需复杂的后处理过程，同时，产生裂缝的具体位置难以准确定位，监测结果也不能形象直观的展现，目前还未见较成功的案例。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提供了一种海上风电结构体形变监测系统及方法，所述方案通过集成精密单点定位技术和ROV(遥控无人潜水器：Remote Operated Vehicle)技术手段，能够快速、形象直观的获取海上风电结构体的水上水下形变信息，并准确获取水下结构体裂缝的具体地位置和深度，所述方案能够对海上风电结构体有针对性的维护提供准确的靶标，达到事半功倍的效果，进而为海上风电的管理和保护措施制定提供参考依据和技术支持。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种海上风电结构体形变监测系统，包括位于水上风电平台的若干均匀分布的第一定位装置、位于水上风机柱体上的第二定位装置、水下桩基信息采集装置、海岸边架设的基准站以及远端服务器；其中，所述水下桩基信息采集装置用于获取水下桩基的图像信息及其自身的当前位置信息；