魏德米勒BLADEcontrol系統發出槳葉損壞和結冰的及時警告,并通過對轉子葉片的持續監測達到更多利潤-更少風險的目的。
為了監測風力發電裝置的轉子葉片,魏德米勒利用BLADEcontrol產品系列開發了一種創新型系統。BLADEcontrol靈敏型傳感器察覺初期轉子葉片的損壞與凍結。因此在恰當的時間采取合適的舉措就能避免系統故障。在重大損壞事故發生時,BLADEcontrol向安裝控制器輸送信號,立即停止裝置,并避免葉片的破裂。這個系統由分布在轉子葉片上的傳感器,輪轂測量單元,配有觸點機艙的WiFi可選數據傳輸器,評估與通信器,數據備份服務器,以及在互聯網環境下的的可視化系統。BLADEcontrol既能用于新建系統也能被用于已有系統。易于安裝或改裝。
風力發電裝置的轉子葉片處在高應力狀態之中。陣風,暴風雨,霜凍或是雷電都能導致不可見的輕微損傷,這類損傷從地面來講也不易看見,通常只能在日常的維護中被監測出。那時,維修工作的數量將大幅增加。最糟糕的狀況是關閉風力發電幾周,這就意味著風機不會發電。
魏德米勒BLADEcontrol監測系統能精確檢測出損壞情況。一天24個小時,一年365天,BLADEcontrol分別持續地記錄每個轉子葉片的情況。它甚至能察覺出裝置損壞后的微小變化。因此,它比人工目測能更早地發現問題,并同時可阻止其朝不可控制的方向發展。這也就減少了高昂的維修風險,同時增加了整個裝置的經濟效益。
除了葉片自身的損壞,BLADEcontrol也能監測出空氣動力不平衡,葉片的松動部件,輪轂或是漿距的失調。系統由此確保了裝置能可靠地運行和高電能的輸出。BLADEcontrol監測系統自2008年起由德國勞埃德船級社(即現在的DNV GL船級社)持續認證。在探測損壞度與操作熟悉度方面,它一直是為轉子葉片而設的主導產品。
了解何時覆冰會造成重大影響
寒冷與黑暗讓冬季成為供電旺季。隨著氣溫的下降,機艙上的覆冰傳感器釋放覆冰預警信號,許多風力發電裝置因此自動停機。與機艙相比,各種覆冰條件更易在轉子葉片上產生作用,其中分布著部分不同的覆冰傳感器。由此,BLADEcontrol直接測量出轉子葉片上的覆冰程度。葉片尖端在寒冷的空氣中劃過,其上的風速達到了250千米/時。當轉子葉片還沒有完全地被冰所覆蓋時,系統通過直接測量冰形成的位置以進行精確探測,并幫助阻止忽視的結凍風險或是在服務外不必要的安裝風險。
BLADEcontrol能探測出何時轉子葉片達到覆冰的臨界點。重要的是,它也能測試出何時風險已經過去了。因此,風力發電機組能在白天或是夜晚的任何時刻被重啟。它的自動重啟功能被DNV GL 船級社正式認證與認可。
BLADEcontrol基于簡單的物理原理:冰的集聚改變了轉子葉片的自然震動行為,由于其所產生的額外重量反過來減輕了震動的頻率。得益于高度靈敏型的傳感器系統以及專項評估法,系統能對毫米范圍內的冰層厚度進行精度測量。測量既能在裝置運行時進行也能在裝置靜止時進行,因此在每次啟動前它都能被檢查裝置從而確保其完全解凍。
由于探測出早期損傷,從而有效縮減了維修與重置成本
雖然可視化的轉子葉片監測能發覺由外部原因造成的明顯損壞,但葉片發生損壞的時刻可能早就過去,
進而造成的缺陷可能進一步惡化。魏德米勒BLADEcontrol在葉片損壞初期就成監測出損壞狀況。
系統通過對轉子葉片的震蕩頻率狀況進行精確測量,甚至能探測出最細微的變化。這種類型的探測也能反映轉子葉片內部的損壞,由于曝露在惡劣氣象條件下工作和由外部原因造成的不可見的損壞。
在每個轉子葉片內部的加速度傳感器在單個模塊內進行精確、高敏、多維度與緊湊地測量。BLADEcontrol 將數據收集到輪轂中,再將它傳遞到機艙。安裝在塔座底部的評估單元持續地分析與記錄數據。它監測出損壞情況,并根據嚴重程度對其進行分類,再將信息傳遞。
BLADEcontrol將一切重要的狀況直接傳送給風機控制器,以此確保風機在恰當的時刻關閉。所有監測出的損壞狀況信息被同時傳遞到魏德米勒監控中心。在這個監控中心,專家對數據進行評估并為使用者提供具體操作建議。使用者能在任何時刻在線獲得風機的運行狀況。直觀的紅綠燈形式反映出轉子葉片的狀態:綠燈代表正常工作,黃燈代表輕微損壞,紅燈代表嚴重損壞。額外的失效,例如葉片錯位或是動態不平衡,這些都由魏德米勒監控中心判定并在線公布,以便對必要的維修工作進行最優規劃并同時幫助避免高額的后續成本。
BLADEcontrol系統
BLADEcontrol系統由下列的部件組成:
傳感器(RB):集成在轉子葉片和輪轂中,為了測量轉子葉片和轉子葉片和風機震動的元件
輪轂測量單元(HMU):為了集中測量數據并將其傳遞給評估通信器的輪轂處理器
觸點機艙(APNAC):在輪轂測量器與WiFi評估通信器之間傳遞數據的元件(觸點機艙是可選的)
評估通信單元(ECU):用數據庫服務器測量、評估、處理和傳遞數據評估通信的處理器
數據庫服務器(DBS):通過評估通信器,儲存和管理永久數據,控制用戶通信的數據庫處理器
網絡可視化系統(WebVIS):在互聯網環境下,將用戶界面圖表化,使風力發電裝置轉子葉片的現有狀態和過去狀態具象化。授予用戶訪問權限通過傳輸訪問數據得以實現。訪問數據由用戶名和密碼組成。
系統結構能根據風力發電裝置生產商的需求而調整。魏德米勒BLADEcontrol既能被用于正在創建的系統也能被用于已存在的系統。它的安裝和改造都很容易。
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