在风电场的设备管理中，风电机组的安全运行是设备管理中首要考虑的问题。由于风电机组地处野外，不能实现实时设备外观的检查，特别是对于存在地质隐患的区域，如泥石流、矿山开采、地震等自然灾害，目前现场无法实现进行事前预控。

此外，风电机组的主要设备均运行在几十米高的塔架上方，在风速、重力、叶片扭力的作用下，风电塔筒的螺栓和焊缝能否承受住设计载荷，特别是在极端风速下实现挺稳定机及塔筒安全，均已成为风电行业所重视的课题。

基于以上考虑，在如此巨大的投资风险和设备安全管理的责任下，我们将更应关心风电机组的设备安全，特别是塔架的安全和风机着火两大隐患问题，因为塔架的安全一旦出现问题，整个风电机组则必将损毁。开展风电机组塔筒安全采取在线监测主要基于以下几个原因。

运行环境恶劣

风电机组大多安装在野外环境中，不可避免要长期受风沙、日晒、雨淋、盐雾等侵袭。势必带来风机防腐方面的难题，国内对于风机塔筒（架）底部基础环外的防腐并未形成行业标准。大部分业主未进行有效的底部基础缝隙的防腐处理。此外、由于部分风机所处环境昼夜温差大，载荷变化频繁，不同风机的基础地质条件也各不相同，以上多种因素造成风机运行环境恶劣，直接关系到设备的健康状况，影响设备的使用寿命。

存在薄弱环节

目前，风电机组的设计寿命大多是20年，在这期间，每一个塔架螺栓至少要被力矩扳手拉伸40多次，这使螺栓接近设计疲劳期。同时，在实际的运行工况下风机必须适应在各种风速下运行，塔架螺栓和焊缝受各方向的剪切力，极有可能造成焊缝的应力集中或螺栓的过度疲劳，致使风机使用寿命降低。

设备健康状况不佳

国产风电机组占有比例将越来越大，设备质量良莠不齐。一方面源于风电产业在国内的快速发展，产能过剩引起设备质量相对进口机组不是很高，另一方面是有些机组引进技术改造后存在国外的技术壁垒，致使部分国内风电机组设备健康状况不佳。

风电机组塔筒安全监测的使用价值

风电机组塔筒安全在线监测系统可以实时监测塔筒的倾斜度和塔基有角度的沉降量，通过高性能倾角传感器感知每一秒内塔筒顶部的晃动幅度和方向。同时根据系统设定的边界条件，可以自动计算每一次小风条件下塔筒的稳定变形，即倾斜度。

北微传感基于先进的云计算和大数据能力，能实现风机运行与维护数据的全量上云，并打通实时数据链路，使得在云端可以对风机状态进行实时查看、计算与分析。通过建立风机故障智能预警算法模型，能够实现提前对风机的潜在故障进行预警。同时使得风机群控变得更加智能化，大大提升风场的整体发电效率。风机倾覆监测主要包括以下两方面。

风电机组下塔不均匀沉降监测

采用高精度倾角传感器进行在线监测。倾角传感器应具有连续读数、自动记录和数字传输的功能。监测风机塔筒下塔倾斜时，传感器可安置在风机下塔塔筒内。监测地基基础倾斜时，仪器可安置在基础面上，以所测风机下塔或基础面的水平倾角变化值反映和分析风机倾斜的变化程度。

风电机组上塔晃动角度监测

风机塔筒上塔摆动属于低频摆动，由于风力发电机组结构复杂，各部件相互影响，再加上外部风载的耦合作用，导致采集到的信号中包含大量噪声，因此需对信号进行滤波。根据应用情况，消除振动、摇摆影响，提高产品角度精度，针对风机上塔摆动实施应用情况，可以使用动态倾角传感器，通过陀螺仪、加速度计的组合以及卡尔曼滤波算法处理，可以减少动态时的噪声影响，实现对风机在摇摆、振动等复杂环境下的运动姿态角度实时测量。

通过对塔筒底部和顶部传感器数据的对比分析，有利于发现塔筒局部受力不均，变形不均的情况，这些对于提高风机运行寿命均有显著意义。

综上所述，倾角传感器针对风电机组塔筒和下塔的安全监测，对于整个风电行业的健康发展，对于风电行业的技术创新都是一个积极的方向。在风电发展更加重视设备质量和安全发展的当今，积极推动风电机组塔筒安全在线监测技术等先进技术应用，可以有效弥补风电机组自身设计不足、运行环境恶劣等因素带来的安全隐患，可以有效减少风电机组设备重大事故的发生。

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