风电场沉降及塔筒倾覆形变位移监测解决方案.docxVIP

风电塔筒沉降及倾覆智能预警系统

技

术

方

案

上海司南卫星导航技术股份有限公司

目录

TOC\o1-3\h\z\u293921.背景 1

292211.1项目背景 1

285211.2项目建设的可行性 1

55722.建设目标 3

226413.建设方案总体设计 4

324183.1系统设计依据 4

212673.2系统硬件设计组成 4

29753.3系统实施方案 4

244663.3.1GNSS参考站 4

198133.3.2GNSS监测站 8

30863.3.3塔筒倾角监测 9

152993.3.4供电系统 10

129493.3.5雷电防护 12

30694.软件系统 14

59124.1应用背景 14

320034.2CDMonitor数据处理软件 15

35824.2.1CDMonitor功能简介: 15

188214.2.1.1CDMonitor的功能模块 15

264934.2.1.2CDMonitor的基本功能 16

20784.2.1.3数据记录 17

128164.2.2CDMonitor的软件界面介绍 18

241634.2.2.1数据监控窗口 18

127684.2.2.2接收机监控窗口 18

269384.2.2.3监测站变形曲线窗口 18

154034.2.2.4基线窗口 19

279194.2.3CDMonitor的系统结构 19

243634.3基于B/S架构数据分析软件 21

134845.帮助 22

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背景

1.1项目背景

风机塔筒就是风力发电的塔杆，在风电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。风机塔筒是否垂直牢固直接关系到风电机组能否安全稳定地运行。随着风电产业的迅速发展，越来越多的大容量风机陆续安装运行，风力发电机的很多运行隐患也逐渐开始暴露起来，叶片脱落、倒塌、风机失火灯恶行事故时有发生。

随着风电向二、三类风资源地区的开发，塔筒高度不断增加，目前陆地上风机的塔筒大多在50-120米之间，受气候、设备安装焊接点应力变化、地基沉降等因素的影响，塔体可能发生倾斜甚至于倒塌。如果塔筒寄出达不到设计要求，塔筒各节连接部位松动、检查不及时，遇到恶劣飓风天气，容易发生晃动过大、倾覆、甚至倒塌等情况。因此，在风机上有效的监测塔筒的倾斜程度和变形程度以及基础沉降，可以从早期发现问题，及时解决并处理这些问题，有效防止塔筒倒塌等严重事故的发生。

基于北斗高精度GNSS技术自动化智能风电场监测系统，集结构分析技术、计算机技术、通信技术、网络技术、传感器技术等高新技术于一体的综合系统工程。本系统的作用是成为一个功能强大并能真正长期运用于结构损伤和状态评估，满足风电场综合管理和运营的需要，同时又具备经济效益的健康安全监测系统，遵循以下设计原则：

1）遵循简洁、实用、性能可靠、经济合理的指导思想；

2）系统设置立足实用性原则第一，兼顾考虑科学试验和设计验证等方面因素；

3）各传感器的布置、安装合理，力求用最少的传感器和最小的数据量完成系统工作；

4）系统具有可扩展性。

1.2项目建设的可行性

1）GNSS系统目前广泛运用于国内外位移、沉降等安全监测领域。基于中国北斗卫星导航系统（BDS）的多系统融合GNSS技术实施安全监测，可以全天候运行，恶劣环境及气候条件下仍能正常进行测点沉降数据采集；测站间无需通视，不受地形环境影响；无人值守，远程管理方便。

2）倾斜传感器广泛应用于风电场塔筒倾斜监测。选型高性能动态倾角传感器，保证在塔筒顶端复杂环境下倾斜动态测量精度达0.1°，塔座选用常规高精度静态倾角传感器，保证塔基倾斜测量精度优于0.005°。以超高的动态精度和静态精度克服恶劣条件下风电塔振动和冲击影响，同时兼顾系统经济实用性，为全套风塔系统保驾护航。

3）专业级GNSS沉降监测数据处理软件，对实时与准实时GNSS原始数据分析、处理、独立环网平差及数据管理，进行7×24小时不间断观测，最高精度可达毫米级、

4）工业级数据系统平台，保证数据采集和存储、数据分析和管理、数据预警和Web发布的完整性，采用嵌入安装简单、方便、容易实施。

建设目标

风电塔筒沉降及塔筒倾覆智能预警系统是结合北斗高精度GNSS和高性能加速度计于一体，为客户实时提供高精度、高性能、稳定、可靠且最有效的系统解决方案。遵循简洁、实用、合理的指导思想，客户无需掌握专业的分析诊断方案和分析工具，系统自动给出状态评价和劣化预警，有效避免塔筒倾覆事故的发生。

1）建立一套全自动化分析预警智