海上風電場支撐結構動態安全監測及評估技術研究與應用

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海上風電場支撐結構動態安全監測及評估技術研究與應用海上風電風機支撐結構長期遭受風浪流等環境作用，所處條件惡劣，一旦失穩，將造成重大經濟損失和嚴重社會影響。上海勘測設計研究院有限公司在承擔國家自然科學基金委員會資助項目、上海市科委科技攻關項目和在上海、江蘇、河北、廣東、福建等地區海上風電場風機支撐結構安全監測研究過程中，形成了海上風電場支撐結構動態安全監測與評估技術研究及應用成果。

目錄

二、應用案例

1.項目概述

針對海上風電風機支撐結構安全監測大容量數據的處理，以python作為開發語言，與SQL數據庫進行耦合，開發了海上風機基礎結構監測分析系統，解決了海上風電監測自動化數據分析的低效性問題。通過基於距離的算法與聚類算法的對比分析，探討基於距離、密度的異常值識別方法在海上風電監測數據異常識別中的優劣，得到適用於海上風電安全監測數據異常識別的方法，為海上風電機組安全監測分析提供了共性的理論、方法和計算手段。

為滿足所有類型監測儀器的採集需求，開發了《海上風電衛士信息管理系統軟件》，解決了目前單一自動化採集系統不具備分析多種數據庫結構產生的缺陷，並實現了各監測類型數據的同步分析與展示功能。

2.主要效益

項目技術成果運用於海上風電安全監測工程實踐中，為福清興化灣樣機安全監測工程、江蘇如東800MW（H6、H10）海上風電項目安全監測工程、江蘇大豐H8-2#300MW海上風電場EPC項目、奉賢海上風電項目（I區、II區）勘察設計一體化項目等一批大型海上風電項目提供了科學的監測技術，為確保工程的質量安全、施工進度及後期運維做出了重要貢獻；同時為相關生產企業產品定型、推廣提供了有效的技術支持，填補了風電機組支撐結構安全監測的空缺，取得了良好的社會及經濟效益。

三、技術要點

1.基於高樁承台、單樁、導管架、導管架—吸力筒、單柱—複合筒、漂浮式等不同類型的風機機組基礎型式，提出了包括結構振動、受力特性和位移變形等響應量監測的系統完整監測方案，監測數據可用於對海上風電場風機支撐結構的安全狀態評估和反演分析。

2.針對複雜的海洋環境及海上鹽霧、潮寒、颱風等惡劣天氣，系統研究了監測儀器設備的選型和安裝保護，提出了經濟合理、方便操作與維護的儀器設備保護方案，保證了海洋特殊應用環境下儀器的存活率，為海上風電機組結構模態反演提供了有效、準確的監測數據。

3.針對海上風電場風機支撐結構安全監測大容量數據的處理，以python作為開發語言，與SQL數據庫進行耦合，開發了海上風機基礎結構監測分析系統，解決了海上風電場結構安全監測自動化數據分析的低效性。通過基於距離的算法與聚類算法的對比分析，探討基於距離、密度的異常值識別方法在監測數據異常識別中的優劣，得到適用於海上風電場風機支撐結構安全監測數據異常識別的方法，為海上風電機組安全監測分析提供了共性的理論、方法和計算手段。

4.為滿足所有類型監測儀器的採集需求，開發了《海上風電衛士信息管理系統軟件》，解決了目前單一自動化採集系統不具備分析多種數據庫結構產生的缺陷，並實現了各監測類型數據的同步分析與展示功能。

四、應用前景

在「雙碳」背景下，未來海上風電市場廣闊。海上風電場面臨複雜多變的海洋環境及海上鹽霧、潮寒、颱風等惡劣天氣，對風電機組支撐結構的安全監測和評估在降低業主重大經濟損失的風險的同時，對促進行業健康穩定發展也十分必要。