摘要：根據(jù)現(xiàn)在人們生活質(zhì)量的逐步提高，對電量的需求也不斷提高。所以利用海上風力發(fā)電的方式進行發(fā)電也逐漸成為相關部門傾向的發(fā)電方式。但是這一發(fā)電方式也存在一定的弊端，在海上所建筑的發(fā)電設施因為長期在水里浸泡，受到各種極端天氣以及鹽度較高等惡劣環(huán)境的影響，這些不良因素必然會給這些發(fā)電設施造成很大程度上的影響，影響發(fā)電設備的正常運行。所以針對這一風險，就需要對海上發(fā)電設備作出一系列保護措施，如安裝有針對性的檢測設施或者進行遠程監(jiān)控和操作，相關工作人員也可以通過檢測數(shù)據(jù)對發(fā)電設備進行維修和修補，并且這一方式也逐漸成為電力行業(yè)檢測發(fā)電是否穩(wěn)定的主要方式，其具備的可靠性、穩(wěn)定性也逐漸被行業(yè)內(nèi)人士認可?；诖耍愂龊Ｉ媳O(jiān)測設施的各項性能，為海上發(fā)電的穩(wěn)定運行提供科學有力的數(shù)據(jù)基礎。

關鍵詞：動態(tài)傾斜監(jiān)測技術；海上風電工程；應用

中圖分類號：TP39文獻標志碼：A文章編號：1009-9492 （ 2022 ） S1-0046-03

Application of Dynamic Tilt Monitoring Technology in Offshore Wind Power Engineering

Ye Liang

（GUANGDONG HUA ER CHEN OFFSHORE WIND POWER ENGINEERING CO.LTD，Zhongshan，Guangdong 528400， China）

Abstract： According to the gradual improvement of peoples living quality， the demand for electricity is also increasing. Therefore， the use of offshore wind power generation has gradually become a preferred power generation method for relevant departments. However， this power generation method also has some drawbacks. The power generation facilities built on the sea are affected by various extreme weather and harsh environments with high salinity because of long-term immersion in water. These adverse factors will inevitably have a great impact on these power generation facilities and affect the normal operation of power generation equipment. Therefore， in view of this risk， it is necessary to take a series of protective measures for offshore power generation equipment， such as installing targeted detection facilities or conducting remote monitoring and operation. Relevant staff can also repair and repair power generation equipment through detection data. This method has gradually become the main way for the power industry to detect whether power generation is stable， and its reliability and stability are gradually recognized by people in the industry. Based on this， the performance of offshore monitoring facilities was stated to provide a scientific and powerful data basis for the stable operation of offshore power generation.

Key words： dynamic tilt monitoring technology； offshore wind power engineering； application

0引言

海上風電機組基礎所處環(huán)境復雜，結構除受到自身重力之外，還受到風、波浪、海流、運行荷載及地震波、浮冰荷載等各種動力荷載，使結構在服役期間不停息地發(fā)生振動。在這種持續(xù)的振動作用下，結構會在未達到極限應力，甚至是未達到彈性極限時發(fā)生破壞，即發(fā)生疲勞破壞。在實際工程中，疲勞破壞會嚴重威脅海上風電機組基礎的使用安全，因此疲勞破壞問題不容忽視。

1海上風電機組典型故障診斷框架

關于對海上風電機組的故障檢測，其中電器一類的檢測工作完成的成本較低，并且也可以提前實現(xiàn)故障警告，調(diào)換內(nèi)部的零件也很方便。但是對于機械類的零件進行檢測成本就比較高，相關工作人員能夠得到的檢測數(shù)據(jù)也不夠完備。關于實現(xiàn)預警這一方面，對于機械類部件也是有一定難度的，調(diào)換涉及到的部件也有較大難度。眾所周知，主軸、發(fā)電機軸和發(fā)電機繞組這三方面是最為常見的突發(fā)情況。主軸常見的問題主要有軸不對中以及主軸可能會發(fā)生彎曲兩種情況。前者一般是由于設計過程中或者是安裝時會發(fā)生的問題，后者一般是因為原材料有問題或者安裝有故障。發(fā)電機軸承上可能會發(fā)生的故障主要有軸斷裂以及軸承會受到不同程度的損害。前者是因為材料有一定的缺陷，或者主要是因為材料和安裝兩方面都出現(xiàn)問題，潤滑程度沒有達到要求等因素影響。發(fā)電機繞組方面可能會出現(xiàn)的故障主要有轉(zhuǎn)子、定子故障。前者是因為轉(zhuǎn)子會偏離正常要求的距離、軸承出現(xiàn)缺陷、在制造時有一定的故障、安裝過程中出現(xiàn)問題，后者主要是因為一些負責絕緣的物體有一定的損害。對于診斷故障的方法，一般是根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡的方式進行探究。但是由于各方面因素的影響，發(fā)生故障的情況沒有樣本出現(xiàn)故障的情況頻繁，所以往往建模的效果無法達到要求。針對這一現(xiàn)象，可以采用深度自編碼網(wǎng)絡的方式進行模型建構。

2故障診斷技術

關于對風電機組出現(xiàn)的故障進行判斷的方法有許多種，但是在工人平常的勘測過程中主要應用的有以下3種：傳統(tǒng)診斷、數(shù)字診斷和利用智能化系統(tǒng)進行判斷故障。

（1）傳統(tǒng)診斷主要工作是在風電機正常運轉(zhuǎn)的情況下進行對設備的診斷，利用相關診斷技術，得出較為準確數(shù)據(jù)并且根據(jù)數(shù)據(jù)進行分析。最后結合其他具體方法診斷出故障發(fā)生的具體位置。

（2）數(shù)字診斷方法是針對于風機運轉(zhuǎn)模式的一種診斷方法，在運用這種診斷方法的過程中，工人主要是依靠對風機的時序模型進行故障判斷，還有就是利用對距離的估測進行故障判斷。關于診斷的方法可以利用灰色系統(tǒng)或者模糊診斷這兩種方式，加以根據(jù)不同層面進行故障分析的方法，其中關于故障的分析可以選擇進行小波分析以及混沌分析等方式進行進一步的分析，得到更加準確性的分析。

（3）利用智能化的方式進行判斷故障主要是應用于旋轉(zhuǎn)性的設備探究。這種研究方式主要是對主傳動鏈上主軸到發(fā)電機過程中的判斷。根據(jù)相關的規(guī)定理論性知識，對電流出現(xiàn)的問題可以進行全面性的分析，其中電流相角差是診斷的主要突破口。與此同時，博旭分析以及神經(jīng)網(wǎng)絡的分析方法也可以搭配進行分析，這樣也有利于相關工作人員做出更為準確的診斷。

3動態(tài)傾斜監(jiān)測技術的應用

3.1可靠性的檢修決策

其中可靠性的檢修（ReliabilityCenteredMainte？ nance，RCM）的決策是現(xiàn)在非常普遍的一種檢修技術，這種檢修技術分為兩個方面：①靜態(tài)可靠性，這種檢修方式主要是以故障的模式和故障樹為基礎；②動態(tài)可靠性。這種檢修方式中典型的例子便是馬兒可夫過程?？梢赃x一個較為典型的故障模式進行主要研究，繼而根據(jù)RCM的理論對故障模式和故障樹進行研究，得出結論；但是在實際情況中，系統(tǒng)具有較強的不穩(wěn)定性，所以為了穩(wěn)定時間較長的因素，有人提出了半馬爾可夫的觀點，其中包括了研究的過程。大致創(chuàng)建出以半馬爾可夫決策為基礎的風機在不同狀態(tài)下進行維修的模型，認為在退化的情況下應該使用哪種維修的方式；提出了在惡劣天氣條件下，維修風機時應選擇的最恰當?shù)姆绞?。并且風力系統(tǒng)的發(fā)電機和變流器怎樣才能提高可靠性能的最佳模型。基于設備可能出現(xiàn)的不同類型的故障，給出了半馬爾可夫過程中的改進方式。

3.2預防維修

對于每一項工程中可能出現(xiàn)的風險都要設置專業(yè)的人員或者組建專業(yè)部門進行風險預防措施，并且做出應急方案。所謂預防維修，就是指在風險出現(xiàn)之前要及時發(fā)現(xiàn)設備可能存在的問題，可能會發(fā)生的故障，并且對設備進行及時的維修。但是維修活動的步驟比較繁瑣，這也就會給相關工作人員帶來較大的挑戰(zhàn)，步驟分為潤滑、對設備零件進行擦拭、調(diào)試、進行對問題的檢查、拆修、調(diào)換這幾項內(nèi)容。維修活動中要求工作人員注意不同方面的因素，之所以過程這樣的復雜，就是要保障最大程度上保證設備的正常運轉(zhuǎn)，降低設備可能出現(xiàn)故障的可能性。對設備進行預防維修，也可以減少設備出現(xiàn)故障時進行維修的費用?？偟膩碚f，就是對設備進行預防維修一定程度上有使設備運轉(zhuǎn)效率降低的可能性，若是減少維修設備的頻率可以提高設備的運轉(zhuǎn)效率。所以要想保障性設備安全穩(wěn)定運行，又想保障設備的運行效率，還需要進行不斷地探索。

3.3設備安裝過程保護

對于可以檢測海上發(fā)電設備是檢測儀器可能會收到的損害，主要有以下4種原因：施工過程中受到的損害；在檢測過程中可能有人為性的破壞；安裝埋設中可能也會收到損害；還有工作人員無法預料到的一系列可能會造成破壞的因素。

所以，為了解決這一系列可能會對發(fā)電設施造成影響的情況，工作人員也給出了一系列的解決方案：

（1）在安裝海上檢測設備之前，要準確掌握相關的施工情況和施工方案，和土建施工的部門及時溝通，確保二者之間的施工相互不影響。在把握這些條件之后，方可進行對監(jiān)測儀器設備的安裝；

（2）在施工期間，一定要安排人員進行輪班值守，發(fā)現(xiàn)異樣要及時上報，可以有效避免一些不必要的問題的出現(xiàn)；

（3）監(jiān)理部門和施工部門二者之間要保持密切的聯(lián)系，進行緊密的工作情況對接，在監(jiān)察部門發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的問題時及時和施工部門聯(lián)系，很大程度上可以減少損失。而且保持緊密聯(lián)系，也有利于工作的進程發(fā)展，起到協(xié)調(diào)作用；

（4）為避免檢測設備會受到人為因素的破壞，有很大一部分原因是人們不小心損壞的，所以可以在檢測設備上面做出比較顯眼的標記，加以相關工作人員告知附近活動人員此處有重要檢測設備；

（5）在檢測的設備埋入之前，要時刻安排工作人員進行巡邏場地；

（6）若想保護儀器的安全性，就要對其所經(jīng)過的各個步驟進行保護。在運輸過程中，要注意儀器儲存的環(huán)境，如濕度、防震措施是否做到位、溫度等方面；

（7）在進行設備安裝或者組裝時相關負責人員要嚴格按照相關條例說明進行操作。有效防止因為多儀器的操作不當造成的儀器損壞情況。

4結束語

針對傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)的報警誤報率高、不能進行早期故障監(jiān)測等問題，文中設計了海上風電機組故障監(jiān)測一體化系統(tǒng)，當風電機組設備中出現(xiàn)安全隱患時，能夠通過文中系統(tǒng)及時給出報警信息，確保風電機組設備安全、穩(wěn)定運行。

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作者簡介：葉亮（1990—），男，大學本科，工程師，研究領域為海上風電基礎施工和風機安裝，已發(fā)表論文3篇。

（編輯：王智圣）