基於PLCnext平台的風機葉片智慧綜合監控系統

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基於PLCnext平台的風機葉片智慧綜合監控系統隨着風力發電機單台功率的不斷提高，風機葉片的外觀尺寸也越來越大。

目錄

案例背景介紹

1　概述

隨着風力發電機單台功率的不斷提高，風機葉片的外觀尺寸也越來越大。已運行的風電葉片中易出現表面撕裂、扭轉、螺絲鬆動等現象，結合葉片的加工製造工藝、風場所處的自然環境，產生這種情況的原因主要是震動量及應變力對葉片影響的結果。葉片表面出現的裂紋、扭轉、螺絲鬆動會大大影響風力發電機組的運行效率，造成風機停轉，嚴重地甚至造成葉片折斷。並且，由於吊裝地點的差異，風力發電機將面臨承受完全不同的載荷。變化多端的風速和天氣條件也會影響機組的運行安全和使用壽命。因此，對葉片損傷的早期預警顯得十分重要。

風和天氣會給風力發電機造成各種負擔：

·為避免對附近的人員和機組自身造成危害，必須可靠地監測葉片上的結冰情況。

·雷暴閃電代表一種能對風機結構造成致命損害的高能現象。

·葉片上的風力載荷會影響機組的使用壽命。

精準地確定載荷可幫助用戶優化機組的操作和維護。此外，在預期的使用壽命到期後，運營商可根據長期的載荷監測數據來決定機組是否能夠獲得繼續運行的許可。

案例實施與應用情況

2　解決方案

菲尼克斯電氣的智慧葉片綜合監控系統包含各種傳感器，能夠採集各種可能影響風力發電機運行的不利環境因素數據。

葉片根部的應力傳感器提供關於拉伸和扭轉的載荷數據。通過這種途徑，用戶可長期記錄葉輪承受的風力載荷，並可通過變槳控制器實時調整槳葉角度，優化效率，最小化軸承與材料的載荷。

葉片上的結冰傳感器可測量冰層厚度。這樣可以使機組及時切換到安全運行狀態，並在除冰後重新啟動。內置的太陽能電池和備用電池以及無線數據傳輸意味着傳感器可自給自足的，不需要布線。

安裝在葉片防雷引出線上的雷電監測傳感器可測量雷電的頻率和能量，有助於評估損失，優化維修周期。外形緊湊的共享評估單元可提供系統控制數據，記錄負荷情況，優化系統運行。

由於所有的有線傳感器都安裝在輪轂附近，分布在葉片各處的結冰傳感器以無線方式工作，因此該系統既適合新裝機組，也適合系統改造。

隨着成本的日益提升，用戶也在尋求新的技術，提升運營的經濟效應。業主通常用電力均衡成本（LCOE，levelized cost of electricity），也稱為能源均衡成本（LEC，Levelized Energy Cost）來評估其經濟效應。它是發電資產整個生命周期內電力單位成本的淨現值。它通常被視為一個平均價格的代理，生成的資產必須在市場上獲得在其生命周期內盈虧平衡的平均價格。它是對發電系統成本競爭力的一級經濟評估，包含了整個發電系統的所有成本：初始投資、運營和維護、燃料成本、資本成本。