王智超 馬靜 洪澤林 劉偉誠

摘 ?要：為及時(shí)排除風(fēng)電設(shè)備安全隱患，保障設(shè)備運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備整體結(jié)構(gòu)安全預(yù)警及精準(zhǔn)維修，需對(duì)風(fēng)電設(shè)備實(shí)行合理有效的安全監(jiān)測。針對(duì)海上升壓站及重點(diǎn)風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)安全，分析健康監(jiān)測的必要性及可行性，對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測原理、傳感器選擇原則、布設(shè)方法進(jìn)行了闡述?？紤]海上環(huán)境的復(fù)雜性與突變性，海上風(fēng)電相關(guān)結(jié)構(gòu)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測、及時(shí)預(yù)警，文章詳細(xì)介紹了自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)的框架組成、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并?duì)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析等功能進(jìn)行了應(yīng)用展示。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電；升壓站；風(fēng)電機(jī)組；結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測

中圖分類號(hào)：TP274；TM614；P752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2023）16-0166-06

Research on Key Technologies and Applications of Automated Monitoring System for Offshore Wind Power Infrastructure

WANG Zhichao1， MA Jing2， HONG Zelin1， LIU Weicheng1

（1.Guangdong Tianxin Electric Power Engineering Testing Co.， Ltd.， Guangzhou ?510611， China;

2.Scientific Institute of Pearl River Water Resources Protection， Guangzhou ?510611， China）

Abstract： In order to timely eliminate safety hazards of wind power equipment， ensure equipment operation efficiency， achieve overall structural safety early warning and precise maintenance of wind power equipment， it is necessary to implement reasonable and effective safety monitoring of wind power equipment. In view of the structural safety of offshore booster stations and key wind turbines， the necessity and feasibility of health monitoring are analyzed， and the principles of structural health monitoring， sensor selection principles， and deployment methods are described. Considering the complexity and variability of the offshore environment， the structures related to offshore wind power require real-time monitoring and timely warning. This paper provides a detailed introduction to the framework composition and network topology of the automated monitoring system， and demonstrates its functions such as real-time monitoring and data analysis.

Keywords： offshore wind power; booster station; wind turbine; structural health monitoring

0 ?引 ?言

在國家“30 · 60目標(biāo)”的大背景下，我國能源使用對(duì)外仍存在一定的依存度，同時(shí)不可再生資源利用空間降低，能源升級(jí)轉(zhuǎn)換是目前國家面臨的核心問題，未來新能源占比逐步提高是大勢所趨，其中海上風(fēng)電建設(shè)是當(dāng)前新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的重要支撐[1]。我國海域面積約300萬平方千米，約1.8萬千米的大陸海岸線，近海風(fēng)能資源儲(chǔ)量較大，具有海上風(fēng)電建設(shè)的天然優(yōu)勢，海上風(fēng)能具有較大潛力成為未來沿海城市主要能源之一?？紤]我國能源分布呈逆向狀態(tài)，東部負(fù)荷高，西電東送壓力大，通過沿東部南部海岸線逐步分區(qū)建設(shè)風(fēng)電場，就近入網(wǎng)陸上電網(wǎng)，就地消納，降低輸電距離，提高輸電效率，平衡能源分布[2]。大力發(fā)展海上風(fēng)電在改善能源結(jié)構(gòu)的同時(shí)也為國家能源安全提供了強(qiáng)有力的保障。截至2022年，數(shù)據(jù)顯示我國海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量預(yù)計(jì)達(dá)3 250萬千瓦，持續(xù)保持海上風(fēng)電裝機(jī)容量全球第一。由此說明，現(xiàn)階段我國海上風(fēng)電處于高速發(fā)展期，在國家“十四五”規(guī)劃中，從國家層面到地方省市層面對(duì)海上風(fēng)電發(fā)展做出了積極規(guī)劃，未來海上風(fēng)電仍是大力推進(jìn)、全面發(fā)展趨勢[3]。

隨著海上風(fēng)電安裝和生產(chǎn)技術(shù)不斷推進(jìn)，海上風(fēng)電大面積迅速開展，我國風(fēng)機(jī)和升壓站數(shù)量逐漸增多，由于海域環(huán)境復(fù)雜多變，海底勘察準(zhǔn)確度低、海水腐蝕性較高等原因易造成主機(jī)基礎(chǔ)、風(fēng)機(jī)塔筒、升壓站基礎(chǔ)等發(fā)生結(jié)構(gòu)變形、腐蝕等健康問題[4]，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成風(fēng)機(jī)斷裂倒塌等情況，因此需要對(duì)海上風(fēng)電相關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)安全健康監(jiān)測。目前海上風(fēng)電監(jiān)測處于起步階段，相關(guān)行規(guī)標(biāo)準(zhǔn)尚未健全，大部分監(jiān)測方法來源傳統(tǒng)建筑行業(yè)，但此類方法直接用于離岸監(jiān)測又存在一系列區(qū)別，為解決該問題，本文詳細(xì)闡述了海上風(fēng)電監(jiān)測原理、監(jiān)測方法、設(shè)備安裝方法，對(duì)指導(dǎo)工程實(shí)踐具有重要的參考意義。

1 ?海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測

1.1 ?海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的必要性

由于海上風(fēng)電場維護(hù)較為困難，對(duì)于海上風(fēng)電各組成結(jié)構(gòu)來說，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，避免造成連鎖反應(yīng)尤為重要。合理的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，能夠在損害初期發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)問題，可通過聯(lián)合分析，降低復(fù)合損害，避免造成嚴(yán)重后果，同時(shí)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)可實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析反饋，針對(duì)性較強(qiáng)，維護(hù)指導(dǎo)效果明顯，而且節(jié)約維護(hù)成本[5]。

對(duì)于風(fēng)電場海上升壓站基礎(chǔ)、風(fēng)機(jī)塔筒以及風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行安全監(jiān)測工作，確保風(fēng)機(jī)、海上升壓站正常發(fā)電，出現(xiàn)問題可及時(shí)預(yù)警，變形監(jiān)測確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電設(shè)施、設(shè)備是否超過設(shè)計(jì)限值；通過應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測及時(shí)掌握在各種工況下，主要受力構(gòu)件應(yīng)力應(yīng)變特性，為可能產(chǎn)生的損傷發(fā)現(xiàn)主要原因，為進(jìn)一步加固設(shè)計(jì)提供依據(jù)；結(jié)構(gòu)振動(dòng)監(jiān)測，通過振動(dòng)監(jiān)測確定其振型，振幅和頻率，以確定其惡劣工況下，對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)影響；通過腐蝕監(jiān)測，確定相應(yīng)構(gòu)件腐蝕程度，為設(shè)施維護(hù)提供依據(jù)。通過實(shí)施在線監(jiān)測，保證數(shù)據(jù)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性和高效性，為應(yīng)急搶險(xiǎn)和維護(hù)提供依據(jù)[6]。

1.2 ?結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測原理

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測主要是將多種傳感器布設(shè)在風(fēng)機(jī)和升壓站各位置，如圖1 所示，實(shí)時(shí)監(jiān)測各組成構(gòu)件的應(yīng)力應(yīng)變情況、結(jié)構(gòu)振動(dòng)情況、整體傾斜與沉降情況、海水腐蝕情況。

振動(dòng)響應(yīng)是在風(fēng)、浪、地震等動(dòng)態(tài)載荷作用下自身結(jié)構(gòu)特效的反映，風(fēng)機(jī)塔筒、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、升壓站基礎(chǔ)通常需承受多種荷載，在風(fēng)荷載、控制系統(tǒng)荷載、葉片機(jī)艙設(shè)備重量等荷載壓力下，塔筒和基礎(chǔ)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)會(huì)引起不同程度的結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力，加之風(fēng)荷載的不確定性，多重作用影響下，易引起共振，繼而影響系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。通過監(jiān)測受力結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)，可分析結(jié)構(gòu)是否存在振動(dòng)超限，并采取控制措施。同時(shí)通過分析不同類型振動(dòng)頻譜，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全特性分析，檢測結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損害。一般通過安裝在塔筒和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不同位置的加速度傳感器，監(jiān)測受力結(jié)構(gòu)各位置振動(dòng)情況，并通過多點(diǎn)分析，結(jié)合振動(dòng)頻譜，監(jiān)測是否存在頻譜異常，分析固有頻率與外界振動(dòng)頻率關(guān)系，推斷振動(dòng)原因。

應(yīng)力反映了物體某點(diǎn)受力程度，在某外力的作用下，物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)力用于抑制外力造成的物體形變，使其恢復(fù)原有形狀。應(yīng)力隨外力的增加而變大，但任何材料應(yīng)力都存在一個(gè)極限應(yīng)力，超過其極限應(yīng)力，材料就會(huì)發(fā)生損壞。當(dāng)物體在自然狀態(tài)下無任何外力干預(yù)時(shí)，其具有的形狀值可視為固定量，當(dāng)物體在受外力作用下會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的形變，其形變量與物體固有量的比值可表示為伸長率或壓縮率，該伸長率或壓縮率可表示為應(yīng)變。根據(jù)胡克定律，在一定的比例極限范圍內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變成線性比例關(guān)系。不同材料的應(yīng)力應(yīng)變具有不同的關(guān)系，一般可通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測定。通常以應(yīng)變計(jì)或應(yīng)變花作為敏感元件，焊接在受力結(jié)構(gòu)表面，進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測。一般應(yīng)力計(jì)是基于導(dǎo)體的“電阻-應(yīng)變效應(yīng)”實(shí)現(xiàn)應(yīng)力測量，即當(dāng)受力構(gòu)件發(fā)生應(yīng)力，引發(fā)導(dǎo)體電阻變化，反算出受力構(gòu)件應(yīng)力應(yīng)變情況。

2 ?結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)

2.1 ?監(jiān)測原則

2.1.1 ?傳感器選型原則

傳感器的選擇應(yīng)滿足相應(yīng)設(shè)計(jì)要求；選擇原則如下：

1）先進(jìn)性原則，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，傳感器的性能應(yīng)具備一定的先進(jìn)程度，技術(shù)應(yīng)具備一定的成熟程度，具備自動(dòng)化采集功能。

2）適用性原則，根據(jù)監(jiān)測類別選擇傳感器，傳感器應(yīng)能準(zhǔn)確反映被監(jiān)測結(jié)構(gòu)變化情況。

3）可靠性、耐久性原則，傳感器具備復(fù)雜環(huán)境耐用性，在海洋環(huán)境下能夠穩(wěn)定長期工作，要滿足設(shè)計(jì)要求的使用年限。具備防水、防腐性能。

4）可更新、可維護(hù)原則，選擇具備維護(hù)條件的傳感器，若存在傳感器故障，可進(jìn)行設(shè)備維護(hù)或更換。

5）精度要求，傳感器精度應(yīng)滿足監(jiān)測精度要求，同時(shí)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)適用性，在不降低精度性能的情況下，節(jié)約成本。

6）一致性原則，為便于數(shù)據(jù)集成處理與數(shù)據(jù)可視化，不同監(jiān)測項(xiàng)目傳感器數(shù)據(jù)形式應(yīng)盡量保持一致，或具有相應(yīng)的轉(zhuǎn)化條件。

2.1.2 ?監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置測試原則

1）以監(jiān)測風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、塔筒和升壓站安全為主，驗(yàn)證設(shè)計(jì)和科學(xué)研究為輔。

2）監(jiān)測項(xiàng)目力求少而精，能較全面反映和預(yù)測風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、塔筒和升壓站的運(yùn)行狀態(tài)，特別是關(guān)鍵部位和關(guān)鍵施工階段的情況，且各觀測項(xiàng)目測值能相互驗(yàn)證。

3）觀測點(diǎn)的布置重點(diǎn)布置在影響風(fēng)機(jī)機(jī)組運(yùn)行的關(guān)鍵部位或結(jié)構(gòu)潛在薄弱部位。

4）監(jiān)測方法以自動(dòng)監(jiān)測為主，自動(dòng)監(jiān)測與人工監(jiān)測相結(jié)合。

5）安全監(jiān)測自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)滿足實(shí)時(shí)性、可靠性、實(shí)用性、先進(jìn)性和可拓展性等要求。

2.2 ?監(jiān)測布點(diǎn)

2.2.1 ?基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測

利用鋼板應(yīng)力計(jì)、應(yīng)變計(jì)、鋼筋計(jì)等自動(dòng)化監(jiān)測設(shè)備，監(jiān)測升壓站基礎(chǔ)運(yùn)行過程中各關(guān)鍵位置應(yīng)力變化情況。

監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)位置：單樁基礎(chǔ)按照主風(fēng)向沿環(huán)向?qū)ΨQ布置，布設(shè)在泥面附近、變徑段及基礎(chǔ)頂法蘭下部；導(dǎo)管架基礎(chǔ)布設(shè)在斜撐桿與主簡體及套管連接處、水平撐桿與主簡體及套管連接處，鋼管樁與樁套通常采用灌漿連接，通常采用單向應(yīng)變計(jì)或五應(yīng)力計(jì)對(duì)連接灌漿位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；高樁承臺(tái)基礎(chǔ)的監(jiān)測內(nèi)容與單樁基礎(chǔ)類似。應(yīng)變計(jì)安裝過程時(shí)應(yīng)保證一條對(duì)徑點(diǎn)的連線為主導(dǎo)風(fēng)向，另外一條對(duì)徑點(diǎn)的連線與主導(dǎo)風(fēng)向垂直。

2.2.2 ?基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)振動(dòng)監(jiān)測

考慮各基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率應(yīng)在一定的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，為了解實(shí)時(shí)振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅值，及時(shí)采取相應(yīng)措施，避免引起共振隱患，使用振動(dòng)加速度計(jì)、振動(dòng)位移計(jì)對(duì)單樁基礎(chǔ)頂部與塔筒頂部、升壓站底層和頂層的主立柱的振動(dòng)位移和振動(dòng)速度進(jìn)行監(jiān)測。

監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)位置：升壓站上振動(dòng)傳感器應(yīng)布設(shè)在底層和頂層的主立柱上，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上振動(dòng)傳感器應(yīng)布設(shè)在單樁基礎(chǔ)頂部與塔筒頂部，振動(dòng)位移計(jì)的一個(gè)水平方向指向主導(dǎo)風(fēng)方向，另外一個(gè)水平方向垂直于主導(dǎo)風(fēng)向。

2.2.3 ?不均沉降及傾斜監(jiān)測

為監(jiān)控基礎(chǔ)沉降及傾斜變化情況，采用動(dòng)態(tài)傾角儀、靜力水準(zhǔn)等進(jìn)行監(jiān)測，對(duì)海上升壓站進(jìn)行單獨(dú)的不均勻沉降觀測，基礎(chǔ)施工時(shí)，在海上升壓站一層平臺(tái)主立柱上設(shè)置4個(gè)靜力水準(zhǔn)測點(diǎn)，測量4根鋼管樁相對(duì)高度差。同時(shí)，在各靜力水準(zhǔn)點(diǎn)旁布置1個(gè)幾何水準(zhǔn)測點(diǎn)，便于監(jiān)測資料進(jìn)行相互驗(yàn)證。幾何水準(zhǔn)測點(diǎn)為焊接不銹鋼成品觀測頭，需在施工期采取保護(hù)措施，確保不被破壞。

監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)位置：在海上升壓站底層及頂層的主立柱上各布設(shè)1套雙軸傾角儀，其中一個(gè)水平方向?yàn)橹骼讼颍M(jìn)行海上升壓站運(yùn)行期傾斜（水平X＼Y方向）監(jiān)測，共計(jì)布置8套雙軸傾角儀。

在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上在過渡段頂面、風(fēng)機(jī)塔筒中部和頂部各布置1套雙向傾角儀，每臺(tái)基礎(chǔ)共3套。傾角儀的一個(gè)水平方向指向主導(dǎo)風(fēng)方向，另外一個(gè)水平方向垂直于主導(dǎo)風(fēng)向。

2.3 ?監(jiān)測儀表的維護(hù)保護(hù)技術(shù)措施

2.3.1 ?監(jiān)測儀器設(shè)備保管

儀器設(shè)備出場后需進(jìn)行精度與質(zhì)量核驗(yàn)，由特定倉儲(chǔ)中心存儲(chǔ)。對(duì)不同材料分區(qū)管理，并根據(jù)應(yīng)用存儲(chǔ)管理要求，采取防潮、防曬、溫度控制等相關(guān)措施。

2.3.2 ?監(jiān)測電纜的連接和保護(hù)

電纜線應(yīng)避免接觸油類，需保持干燥，以免引起腐蝕破壞。在電纜線安裝過程中，應(yīng)避免過度牽引，減少與焊接工作同時(shí)作業(yè)時(shí)間。部分電纜線需埋設(shè)到混凝土中，無法使用外加保護(hù)罩，需將電纜線進(jìn)行挖槽埋。

3 ?結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)

每個(gè)風(fēng)機(jī)和升壓站均配置合適類型和數(shù)量的數(shù)據(jù)采集裝置，將所有的監(jiān)測儀器接入其中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測。海上升壓站和風(fēng)機(jī)，所采用的傾角儀、振動(dòng)位移計(jì)、動(dòng)態(tài)應(yīng)變計(jì)和加速度計(jì)是動(dòng)態(tài)傳感器，鋼板應(yīng)力計(jì)和靜力水準(zhǔn)儀為靜態(tài)傳感器，則分別采用相應(yīng)的動(dòng)態(tài)采集系統(tǒng)和靜態(tài)采集系統(tǒng)。

3.1 ?動(dòng)態(tài)采集系統(tǒng)

動(dòng)態(tài)采集裝置的主要功能如下：

1）動(dòng)態(tài)采集系統(tǒng)主要是進(jìn)行強(qiáng)振動(dòng)（加速度計(jì)）信息及動(dòng)態(tài)傾斜信息的采集，記錄被監(jiān)測結(jié)構(gòu)在臺(tái)風(fēng)、海浪、地震作用下的強(qiáng)振動(dòng)響應(yīng)，及強(qiáng)振動(dòng)響應(yīng)下的振動(dòng)及傾斜數(shù)據(jù)。

2）實(shí)時(shí)分析、統(tǒng)計(jì)和保存被監(jiān)測結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)振動(dòng)響應(yīng)烈度、主頻率、加速度振幅、烈度報(bào)警情況等參數(shù)及傾斜度情況。

3）可遠(yuǎn)程訪問和操作監(jiān)測系統(tǒng)；監(jiān)測結(jié)果實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸?shù)娇偡?wù)器。

4）監(jiān)測到的動(dòng)態(tài)響應(yīng)原始數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存在數(shù)據(jù)采集儀的SD卡里的同時(shí)，通過指定的網(wǎng)口實(shí)時(shí)傳輸?shù)桨渡媳O(jiān)控室的服務(wù)器內(nèi)。

5）保存在服務(wù)器內(nèi)的原始數(shù)據(jù)文件可通過遠(yuǎn)程提取或以FTP傳輸?shù)男问阶詣?dòng)傳輸?shù)娇偡?wù)器。

6）在服務(wù)器內(nèi)可查看到各測點(diǎn)的振動(dòng)、動(dòng)態(tài)傾斜實(shí)時(shí)波形和分析結(jié)果，定期自動(dòng)生成監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計(jì)報(bào)告。

3.2 ?靜態(tài)采集系統(tǒng)

靜態(tài)采集裝置的主要功能如下。

1）展示各類傳感器位置分布情況與觀測斷面結(jié)構(gòu)輪廓。顯示超預(yù)警信息與設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)，繪制各監(jiān)測類型過程曲線圖，編輯各類監(jiān)控圖。

2）數(shù)據(jù)傳輸與實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3）信息分析管理，具有日常工程安全監(jiān)控和管理的全部功能。

4）設(shè)置調(diào)整各類監(jiān)測項(xiàng)目預(yù)警值，對(duì)于重要監(jiān)測項(xiàng)目根據(jù)設(shè)計(jì)最大變形及應(yīng)力設(shè)置監(jiān)控指標(biāo)，設(shè)置預(yù)警范圍。

3.3 ?海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)健康自動(dòng)化監(jiān)測平臺(tái)

海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)健康自動(dòng)化監(jiān)測平臺(tái)，整體思路是通過安裝在各類基礎(chǔ)上的自動(dòng)化傳感器設(shè)備，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，并通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在集中控制系統(tǒng)獲取到數(shù)據(jù)后，可對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，分析是否存在超預(yù)警情況，并進(jìn)行數(shù)據(jù)展示和發(fā)布，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控，監(jiān)測平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2所示。

如圖3所示，海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)健康自動(dòng)化監(jiān)測平臺(tái)由設(shè)備層、接入層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層組成：

1）設(shè)備層其主要作用是完成對(duì)現(xiàn)場監(jiān)測對(duì)象的數(shù)據(jù)采集以及對(duì)狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)化處理；主要包括各類應(yīng)力應(yīng)變傳感器、靜力傳感器、各類鋼筋計(jì)、加速度計(jì)、傾斜傳感器。

2）接入層主要用于按照統(tǒng)一的接口信息進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換；主要包括各類傳輸協(xié)議、串口服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、通信光纖等。

3）數(shù)據(jù)層主要用于對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行接受、存儲(chǔ)、分析、控制、管理等數(shù)據(jù)處理，并提供分發(fā)、聯(lián)動(dòng)等數(shù)據(jù)服務(wù)。

4）應(yīng)用層主要包括了用于組態(tài)設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)配置、報(bào)警配置、權(quán)限配置的設(shè)計(jì)組件庫；用于組態(tài)運(yùn)行、實(shí)時(shí)報(bào)警、事件查詢、聯(lián)動(dòng)執(zhí)行的運(yùn)行組件庫；用于報(bào)表展示、視頻展示、圖像展示、曲線展示的客戶端以及信息提醒模塊等，多種模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場監(jiān)控信息的交互。

3.4 ?平臺(tái)應(yīng)用

對(duì)升壓站和全部組網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和狀態(tài)統(tǒng)計(jì)兩個(gè)部分，如圖4所示。

對(duì)升壓站和全部組網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的故障信息進(jìn)行管理。包括故障告警、故障處理和故障記錄三個(gè)部分。

對(duì)升壓站和全部組網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的歷史運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和挖掘分析。包括歷史趨勢、振動(dòng)分析、統(tǒng)計(jì)分析三個(gè)部分，如圖5所示。

對(duì)升壓站和全部組網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的維保信息進(jìn)行管理。包括保養(yǎng)提醒、保養(yǎng)處理、保養(yǎng)記錄、維修處理和維修記錄五個(gè)部分。

對(duì)升壓站和全部組網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的質(zhì)檢信息進(jìn)行管理。包括質(zhì)檢提醒、質(zhì)檢處理和質(zhì)檢記錄三個(gè)部分。

對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行管理。包括歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出、原始數(shù)據(jù)管理、采集器管理、系統(tǒng)日志四個(gè)部分。

對(duì)系統(tǒng)的一些基本組成信息進(jìn)行管理。包括用戶管理、角色管理、外協(xié)機(jī)構(gòu)、菜單管理、系統(tǒng)公告五個(gè)部分。

4 ?結(jié) ?論

海上風(fēng)電安全監(jiān)測是運(yùn)營維護(hù)、日常檢修的關(guān)鍵一環(huán)，及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，可精準(zhǔn)反饋結(jié)構(gòu)健康安全情況，是海上風(fēng)電場長期運(yùn)行、穩(wěn)定生產(chǎn)的重要保障，主要內(nèi)容如下：

1）文章論述了海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)健康安全監(jiān)測的必要性，對(duì)監(jiān)測原理進(jìn)行了詳細(xì)闡述，對(duì)不同的監(jiān)測項(xiàng)目進(jìn)行了分析，針對(duì)關(guān)鍵項(xiàng)目振動(dòng)監(jiān)測和應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測的產(chǎn)生原因、傳感器監(jiān)測原理進(jìn)行了闡述和總結(jié)。

2）在技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，分析了各監(jiān)測項(xiàng)目的具體作用，并對(duì)傳感器安裝技術(shù)進(jìn)行了討論。對(duì)海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)健康自動(dòng)化監(jiān)測平臺(tái)的框架結(jié)構(gòu)、平臺(tái)構(gòu)成以及部分功能進(jìn)行了詳細(xì)論述。

3）由于海上升壓站平臺(tái)與風(fēng)機(jī)機(jī)組立于海面上，其結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)、應(yīng)力應(yīng)變、傾斜及不均勻沉降等監(jiān)測數(shù)據(jù)的趨勢變化與海洋的洋流、波浪載荷、風(fēng)載荷、風(fēng)向等外界環(huán)境載荷密切相關(guān)，后期考慮結(jié)合環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)一步做關(guān)聯(lián)分析。

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作者簡介：王智超（1994－），男，漢族，山東棗莊人，助理工程師，碩士研究生，研究方向：電力工程監(jiān)測。