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基于北斗的混塔安全监测研究及应用

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成果主要完成人

郑立刚、丁云前、刘 刚、孟凡柱、仇海翔、许彦泽、杜德顺、李东成

项目概况

混凝土塔筒(以下简称混塔)属于最近几年刚刚成熟起来的风电塔型,当前国内外对混塔的在线安全监测技术尚未完全成熟,风机运行之后的裂缝、预应力损失、应力应变、晃动位移等问题缺少数据积累,无法通过数字化评价或预测风机的生产安全,混塔倒塔事故频繁发生,造成巨大的经济损失及社会影响。 本项目针对目前的问题侧重解决塔筒的稳定度监测数据的采集传输和分析预警,技术路线采用北斗+传感器的融合方案,其中北斗技术用于监测塔筒整体运动状态,而传感器则用于监测塔筒内部的细节风险点,包括应力应变、索力损失、裂缝开裂等超限风险。建立混塔安全监测模型,通过对风机塔筒整体晃动姿态的监测实现沉降变化监测等数据采集和分析,利用北斗和传感器融合装置开发相应算法,通过北斗掌握风机整体参数变化规律,同时结合塔筒内安装的传感器数据分析塔筒内微观变化趋势。 通过项目研究,攻克基于北斗融合传感器的混塔筒安全监测关键技术,建立混塔筒安全监测预警模型库,掌握风机整体宏观晃动和塔筒内微观形变的变化规律,形成自主知识产权的设计方案,完成高可靠性的北斗融合传感器的安全监测装置的制造并实现塔筒安全监测示范应用。 目前对风机的整体安全状态检测手段主要还是采用人工定期定点的巡检方式,急需一款能够实现无人值守、实时在线及预测预警功能的监测系统,本项目技术采用北斗技术为主技术路线,结合多种传感器,提供一套完整可靠的监测系统,北斗技术在我国风机混塔安全监测的应用尚属于首创。 本项目经济社会效益主要体现在降低人工巡检成本,降低塔筒升降机、无人机使用频次,提升安全质量降低安全事故损失,提前感知混塔的运行情况,有针对性的降低负荷、停机等一系列工作,降低混塔倒塔风险,而且在行业内尚属首次,将会产生较大的经济社会效益。