【应用】BLADEcontrol®风机叶片状态监测系统，保障海上风机运行可靠，同时兼顾成本效益

时间： 2022-07-30 来源：Weidmueller

技术问答

矗立在蔚蓝色的海面上，一排巨大的白色风机叶片，正在阳光下缓缓转动，源源不断的清洁电力正在从这里输出到工厂与城市。

截至2021年底，中国风电装机3.28亿千瓦, 而到2030年中国风电、太阳能发电总装机容量要达到12亿千瓦以上的目标，风机市场仍拥有较大的发展空间。作为智能化解决方案提供商，魏德米勒（Weidmueller）以BLADEcontrol®风机叶片状态监测系统为核心的风机数字化解决方案，正在这一领域深受风机制造商的青睐。

海与风的考验

作为室外运行的大型设备，长期离岸的海上风机面临着“海与风”的严峻考验，受带腐蚀性的海上空气成分影响，一旦风机叶片发生腐蚀开裂、脱落、折断等，轻则停机损失，重则造成风机倒塔甚至人身伤亡的事故。此外，风机在每年冬季还要抵抗严寒的天气带来的雨、雪、霜、雾的侵扰。在中国北方海域，冬季会形成海冰，冻结在风机部件上影响风轮转动，并且低温还会让风机的零件和润滑油的性能下降。

风机“守护神”——叶片状态监测系统

保障风机设备运行的安全可靠性，同时兼顾运行的成本效益，始终是某海上风电制造商极为关切的核心问题。

凭借多年来的叶片监测知识以及在风电行业积累的多年经验，魏德米勒利用其叶片状态监测系统——BLADEcontrol®为该风机制造商提供了定制化解决方案。

该方案基于高精度的加速度传感器对风机叶片摆振和挥舞方向的振动信号进行采集，运用特定算法和数据模型对于现有无损叶片进行数据建模，确定该叶片的固有频率模型。进一步地，系统会将大量采集的数据通过人工智能预学习建立叶片的正常运行时的振动模型。

当叶片振动模型建立后，叶片在线监测系统便可实时采集、计算、分析叶片振动数据，并实时与正常模型数据对比，尽早发现监测叶片异常。由于叶片的老化随时间流逝而不断变化，越早建立叶片自身数据模型，系统可以越准确地对叶片进行监测并给出判断。

数字运维，赢在“魏”来

BLADEcontrol®的感知、分析和预测性维护能力，给该风机制造商带来了可观的效益。首先，在海上风机的长期运转中，这一系统始终保持可持续地单独记录每个叶片的状况，并感知所有微小的变化，帮助海上风电项目运营方在早期阶段便能检测叶片遭受的极其微小的损伤，比如由雷击造成的叶尖损伤、后缘开裂、腹板分离或叶片轴承损坏等，此外还可以可靠检测叶片的动态不平衡和过载等运行偏差，从而明显缩短了客户的意外停机时间，并保证系统安全、高效运行。

其次，这一系统拥有可靠的覆冰检测性能，为北方的海上风电应用提供了独特的价值。这种高度敏感的系统经过DNV GL认证，可有效预防冰带来的伤害，冰脱落或融化后可自动重启机组，缩短停机时间。配备该系统的机组在一个冬季可以缩短数倍的停机时间，利用魏德米勒提供的覆冰检测ROI计算器，可以明确计算出结冰机组的叶片监测的投资回报率。