本系統(tǒng)能對風(fēng)力發(fā)電場的風(fēng)機葉片進行分布式遠(yuǎn)程在線智能健康監(jiān)測,系統(tǒng)組成如圖1所示,該系統(tǒng)包括戶外麥克風(fēng)、信號采集與通信單元、光網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)場監(jiān)控中心服務(wù)器等。戶外麥克風(fēng)以非接觸的方式采集風(fēng)機葉片運行時產(chǎn)生的聲信號,并傳送給數(shù)據(jù)采集與通信單元,由通信單元將采集的信號通過網(wǎng)絡(luò)上傳至監(jiān)控中心服務(wù)器,服務(wù)器包括接收端通信單元、信號處理與特征提取模塊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和用戶交互應(yīng)用軟件,由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對風(fēng)機葉片的健康狀態(tài)進行判斷,對缺陷進行分類,并發(fā)出報警。服務(wù)器交互應(yīng)用軟件能給用戶提供友好的交互界面,用戶可以通過PC機和手機遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器,實時查看聲音監(jiān)測信息,如時域圖、頻域圖、時頻域圖等,也可以聽取原始聲信號,獲得授權(quán)的工作人員可以對給出的故障信號進行再一次確認(rèn),并給出標(biāo)注,還可以調(diào)取其歷史記錄,幫助用戶分析。該系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)程實時非接觸監(jiān)測各風(fēng)機葉片的健康狀態(tài)并及時反饋給用戶,有效解決了檢測設(shè)備不易安裝維護、無法遠(yuǎn)程在線監(jiān)測、實時性差等技術(shù)問題。
最新裝機的風(fēng)電機組一般都在1兆瓦以上,葉片直徑可達(dá)七八十米甚至上百米。對于旋轉(zhuǎn)設(shè)備的缺陷檢測來說,傳統(tǒng)的方法多為接觸式檢測法,存在傳感器安裝困難,檢測范圍有限等技術(shù)障礙,本成果開發(fā)的基于聲學(xué)特征的風(fēng)機葉片遠(yuǎn)程在線智能健康監(jiān)測系統(tǒng)具有成本低、非接觸、測量范圍大、安裝方便等優(yōu)點。
無論對于陸地風(fēng)機或海洋風(fēng)機來說,要像對通常的設(shè)備那樣進行日常的維護幾乎是不可能,每個風(fēng)場都由許多分散的風(fēng)力發(fā)電機組組成,由于風(fēng)力發(fā)電機均工作在荒山、沙漠或海洋上,為了能夠有效地對所有機組進行監(jiān)測,就需要有能夠?qū)Ψ稚⒌娘L(fēng)力發(fā)電機組進行統(tǒng)一有效監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器系統(tǒng),本系統(tǒng)可實現(xiàn)分布式遠(yuǎn)程實時智能監(jiān)測,提供了友好的人機交互功能,能夠?qū)⑷~片健康狀態(tài)直觀地呈現(xiàn)給用戶,從而在葉片出現(xiàn)故障時及時預(yù)警,便于用戶采取相應(yīng)的措施,保證風(fēng)力發(fā)電機的正常運行。
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