海上风电基础冲刷与结构状态监测及安全预警方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种海上风电基础冲刷与结构状态监测及安全预警方法及装置，可在不同时间尺度上进行预警，并且可以同时实现冲刷管理、频率监测与预警、倾角监测与预警，结合冲刷、频率、倾角三个方面的预警，三者之间可以相互印证，提升了预警的可靠性，从而减少损失。从而减少损失。从而减少损失。

【技术实现步骤摘要】
海上风电基础冲刷与结构状态监测及安全预警方法及装置


[0001]本申请涉及海上风电机组预警监测
，特别的，尤其涉及一种海上风电基础冲刷与结构状态监测及安全预警方法及装置。

技术介绍

[0002]海上风电机组与升压站的基础是海上风电场能够稳定运行的重要前提，其在运行过程中遭受到海洋环境中海风、海流、浪涌、潮汐、地震的综合作用，在不同的地质条件下，海床受到不同严重程度的冲刷影响。海床的冲刷会导致机组支撑结构的自振频率变化进而导致共振，还会使得结构的屈曲承载力降低，进而威胁到机组与升压站的稳定运行。海上风电场的冲刷监测难度大，一旦发生严重冲刷可能会导致机组停运，同时海上风电场的运维窗口期短，运维时间长、成本高，为此，需要对于冲刷严重的机组进行监测、提前预警并采取措施才能减少损失。
[0003]为此，如何对冲刷严重的机组进行监测、提前预警，提升预警的可靠性，从而减少损失，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]鉴于上述内容中的问题，本申请提供了一种海上风电基础冲刷与结构状态监测及安全预警方法及装置，用以对冲刷严重的机组进行监测、提前预警，提升预警的可靠性，从而减少损失。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
[0006]一种海上风电基础冲刷与结构状态监测及安全预警方法，包括：
[0007]获取冲刷关键信息和所述监测数据，并通过同一风机基础和升压站基础的编号将所述冲刷关键信息与所述监测数据进行关联，所述监测数据包括倾角监测值和频率监测值；
[0008]通过所述冲刷关键信息对所述风机基础和所述升压站基础进行趋势分析，并根据冲刷趋势分析结果修正定期扫测的预设周期，并结合有限元法进行的模态分析结果中冲刷程度的要求进行冲刷预警，得到冲刷预警信息；
[0009]以机组倾角运行范围和频率运行范围作为参考值，分别对所述倾角监测值和所述频率监测值进行趋势分析，并进行倾角预警和频率预警，得到倾角预警信息和频率预警信息；
[0010]根据所述冲刷预警信息、所述倾角预警信息和所述频率预警信息确定对应的故障预警信息；
[0011]将所述故障预警信息与预设故障库中的故障预警信息进行对比分析，确定对应的故障信息及故障编号，并根据所述故障信息及编号在预设方案库中查找对应的解决方案，所述故障信息中包含故障时间、故障机组和故障预警信息，所述预设故障库中包含故障编号、故障信息及故障预警信息之间的对应关系。
[0012]进一步的，所述获取冲刷关键信息和所述监测数据，并通过同一风机基础和升压站基础的编号将所述冲刷关键信息与所述监测数据进行关联，包括：
[0013]按照预设的周期定期对于风机基础、升压站基础及其附近区域进行扫测，建立软件系统将扫测所得的关键信息录入，得到冲刷关键信息；
[0014]通过安全监测传感器对所述风机基础和所述升压站基础的结构进行倾角和频率的实时监测，得到监测数据，所述监测数据包括倾角监测值和频率监测值；
[0015]通过同一风机基础和升压站基础的编号将所述冲刷关键信息与所述监测数据进行关联。
[0016]进一步的，所述通过所述冲刷关键信息对所述风机基础和所述升压站基础进行趋势分析，并根据冲刷趋势分析结果修正定期扫测的预设周期，并结合有限元法进行的模态分析结果中冲刷程度的要求进行冲刷预警，得到冲刷预警信息，包括：
[0017]根据整机一阶固有频率允许范围，采用有限元法对叶片+轮毂+机舱+塔架+基础+地基系统进行模态分析，得到冲刷程度的限制值；
[0018]根据所述冲刷程度的限制值，结合所在区域海上风电的检修窗口期状况、冲刷处理的时间长短的预设条件，制定明确的达到限制值之前应进行扫测的扫测次数；
[0019]依据所述冲刷程度的限制值和所述扫测次数，根据第一预设公式计算得到冲刷核心指标变化率的限制值；
[0020]采用相邻两次间隔的冲刷核心指标，按照第二预设公式计算两次相邻时间内冲刷核心指标的变化率：
[0021]对比实际相邻两次测量得到的冲刷核心指标的变化率和冲刷核心指标变化率的限制值，在出现扫测周期过长或过短的情况下，按照第三预设公式对定期扫测的周期进行调整；
[0022]将扫测得到的数据与计算得到的限制值进行对比，在超过所述计算得到的限制值时进行冲刷预警，得到冲刷预警信息；
[0023]在未超过所述计算得到的限制值时，将扫测得到的数据经过趋势分析，并计算下一次扫测前冲刷核心指标的预测值；
[0024]判断所述扫测前冲刷核心指标的预测值是否超过限制值，若是，则进行冲刷预警，得到冲刷预警信息。
[0025]进一步的，所述以机组倾角运行范围和频率运行范围作为参考值，分别对所述倾角监测值和所述频率监测值进行趋势分析，并进行倾角预警和频率预警，得到倾角预警信息和频率预警信息，包括：
[0026]以机组倾角运行范围作为参考值，对所述倾角监测值进行趋势分析，得到倾角趋势分析结果，结合所述倾角趋势分析结果与所述倾角运行范围进行频率预警，得到倾角预警信息；
[0027]以机组频率运行范围作为参考值，对所述频率监测值进行趋势分析，得到频率趋势分析结果，结合所述频率趋势分析结果与所述频率运行范围进行频率预警，得到频率预警信息。
[0028]一种海上风电基础冲刷与结构状态监测及安全预警装置，包括：
[0029]第一处理单元，用于获取冲刷关键信息和所述监测数据，并通过同一风机基础和
升压站基础的编号将所述冲刷关键信息与所述监测数据进行关联，所述监测数据包括倾角监测值和频率监测值；
[0030]第二处理单元，用于通过所述冲刷关键信息对所述风机基础和所述升压站基础进行趋势分析，并根据冲刷趋势分析结果修正定期扫测的预设周期，并结合有限元法进行的模态分析结果中冲刷程度的要求进行冲刷预警，得到冲刷预警信息；
[0031]第三处理单元，用于以机组倾角运行范围和频率运行范围作为参考值，分别对所述倾角监测值和所述频率监测值进行趋势分析，并进行倾角预警和频率预警，得到倾角预警信息和频率预警信息；
[0032]第四处理单元，用于根据所述冲刷预警信息、所述倾角预警信息和所述频率预警信息确定对应的故障预警信息；
[0033]第五处理单元，用于将所述故障预警信息与预设故障库中的故障预警信息进行对比分析，确定对应的故障信息及故障编号，并根据所述故障信息及编号在预设方案库中查找对应的解决方案，所述故障信息中包含故障时间、故障机组和故障预警信息，所述预设故障库中包含故障编号、故障信息及故障预警信息之间的对应关系。
[0034]进一步的，所述第一处理单元用于：
[0035]按照预设的周期定期对于风机基础、升压站基础及其附近区域进行扫测，建立软件系统将扫测所得的关键信息录入，得到冲刷关键信息；
[0036]通过安全监测传感器对所述风机基础和所述升压站基础的结构进行倾角和频率的实时监测，得到监测数据，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电基础冲刷与结构状态监测及安全预警方法，其特征在于，包括：获取冲刷关键信息和所述监测数据，并通过同一风机基础和升压站基础的编号将所述冲刷关键信息与所述监测数据进行关联，所述监测数据包括倾角监测值和频率监测值；通过所述冲刷关键信息对所述风机基础和所述升压站基础进行趋势分析，并根据冲刷趋势分析结果修正定期扫测的预设周期，并结合有限元法进行的模态分析结果中冲刷程度的要求进行冲刷预警，得到冲刷预警信息；以机组倾角运行范围和频率运行范围作为参考值，分别对所述倾角监测值和所述频率监测值进行趋势分析，并进行倾角预警和频率预警，得到倾角预警信息和频率预警信息；根据所述冲刷预警信息、所述倾角预警信息和所述频率预警信息确定对应的故障预警信息；将所述故障预警信息与预设故障库中的故障预警信息进行对比分析，确定对应的故障信息及故障编号，并根据所述故障信息及编号在预设方案库中查找对应的解决方案，所述故障信息中包含故障时间、故障机组和故障预警信息，所述预设故障库中包含故障编号、故障信息及故障预警信息之间的对应关系。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取冲刷关键信息和所述监测数据，并通过同一风机基础和升压站基础的编号将所述冲刷关键信息与所述监测数据进行关联，包括：按照预设的周期定期对于风机基础、升压站基础及其附近区域进行扫测，建立软件系统将扫测所得的关键信息录入，得到冲刷关键信息；通过安全监测传感器对所述风机基础和所述升压站基础的结构进行倾角和频率的实时监测，得到监测数据，所述监测数据包括倾角监测值和频率监测值；通过同一风机基础和升压站基础的编号将所述冲刷关键信息与所述监测数据进行关联。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述冲刷关键信息对所述风机基础和所述升压站基础进行趋势分析，并根据冲刷趋势分析结果修正定期扫测的预设周期，并结合有限元法进行的模态分析结果中冲刷程度的要求进行冲刷预警，得到冲刷预警信息，包括：根据整机一阶固有频率允许范围，采用有限元法对叶片+轮毂+机舱+塔架+基础+地基系统进行模态分析，得到冲刷程度的限制值；根据所述冲刷程度的限制值，结合所在区域海上风电的检修窗口期状况、冲刷处理的时间长短的预设条件，制定明确的达到限制值之前应进行扫测的扫测次数；依据所述冲刷程度的限制值和所述扫测次数，根据第一预设公式计算得到冲刷核心指标变化率的限制值；采用相邻两次间隔的冲刷核心指标，按照第二预设公式计算两次相邻时间内冲刷核心指标的变化率：对比实际相邻两次测量得到的冲刷核心指标的变化率和冲刷核心指标变化率的限制值，在出现扫测周期过长或过短的情况下，按照第三预设公式对定期扫测的周期进行调整；将扫测得到的数据与计算得到的限制值进行对比，在超过所述计算得到的限制值时进行冲刷预警，得到冲刷预警信息；
在未超过所述计算得到的限制值时，将扫测得到的数据经过趋势分析，并计算下一次扫测前冲刷核心指标的预测值；判断所述扫测前冲刷核心指标的预测值是否超过限制值，若是，则进行冲刷预警，得到冲刷预警信息。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以机组倾角运行范围和频率运行范围作为参考值，分别对所述倾角监测值和所述频率监测值进行趋势分析，并进行倾角预警和频率预警，得到倾角预警信息和频率预警信息，包括：以机组倾角运行范围作为参考值，对所述倾角监测值进行趋势分析，得到倾角趋势分析结果，结合所述倾角趋势分析结果与所述倾角运行范围进行频率预警，得到倾角预警信息；以机组频率运行范围作为参考值，对所述频率监测值进行趋势分析，得到频率趋势分析结果，结合所述频率趋势分析结果与所述频率运行范围进行频率预警，得到频率预警信息。5.一种海上风电基础冲刷与结构状态监测及安全预警装置，其特征在于，包括：第一处理单...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭小江，孙财新，张波，邱旭，潘霄峰，周昳鸣，叶昭良，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：