航天监测北斗智能监测，用心守护每一座风力发电塔

　　在全球能源过度消耗的生态环境下，对新能源的研究和利用已成为世界热门的话题，风力发电是新能源发电技术中最具规模开发和商业化发展前景的发电方式，目前各国都在加大对风力发电及其相关的技术研究。全球风电行业年度市场增长率达40，已有一百多个国家涉足到风电行业，该行业已经成为世界能源市场的重要组成部分。我国近几年风电产业发展势头强劲，风电新增装机的容量稳居全球前茅。
　　风力发电机组包括风轮、发电机；风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成；它有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能。风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成。
　　塔架一般分为悬架式、简式和独杆拉索式。百瓦级小型风力发电机大都采用独杆拉索式。
　　大量的风电塔架需要做健康监测，以确保其是否需要大修运维，或者是否存在损毁风险，甚至做好垮塌预警。与地震灾害不同，风电塔架垮塌一般都会有前期形变发生，形变量不断加速，最终塔架结构无法支撑其重力，倾斜垮塌。如果做好实时监测，完全可以提前数小时甚至更多时间做出倾斜沉降预警，保障风电塔架健康安全。
　　变形是自然界普遍存在的现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域的变化。对风电塔架进行变形监测既能为结构设计部门提供不可多得的设计参数，又能为风电塔架的安全提供定量的预报警支撑，从而避免不必要的人身伤亡和财产损失。当前，形变监测采用常规人工测量及自动化监测两种手段，其对比如下：
　　风电塔架变形监测的内容根据塔架的要求而有所不同，按设计要求及设计规范、施工规范来确定。一般将风电塔架变形主要分为沉降位移倾斜3类。沉降指竖向的变形，包括下沉和上升；其他包括水平位移、倾斜、挠度、风振变形和日照变形等。
　　以上，设计以北斗监测为主的风电塔架结构健康监测系统。
　　系统设计技术依据如下：
　　本系统应用北斗、GPS实时监测技术对风电塔架变形进行监测并作精密解算，水平位移和垂直位移量达毫米级精度。系统由数据采集、数据传输、数据处理与分析、预警报警及处理4大部分组成。数据采集主要为北斗多模多频GNSS高精度监测系统、风速风向监测系统，数据传输采用无线4G通讯方式，监测平台采用自主研发的风电塔架结构健康监测平台。
　　本系统主要针对风电塔架进行主体结构健康监测，监测项目包括主体沉降监测、顶部水平位移动态监测、主体倾斜监测、风振监测、日照变形监测。
　　监测平台可提供实时解以及小时解两种解算结果，满足数据分析中对探测精度、数据灵敏度和稳定性等指标的要求。采用目前国际上GNSS算法研究方面较先进的理论成果，提高数据处理方法的效率和精度，并保证监测系统精度满足应用需求；实现数据采集、处理、分析、输出、存储、报警全过程的自动化，可实现长期无人值守连续自动运行监测；三维模型展示，可绘制生成主体沉降曲线、顶部水平位移动态曲线、主体倾斜曲线、位移时间图、风速时间曲线及风向变化图、日照变形图；
　　采用监控平台与手机APP两种监控展示方式，灵活便捷。
　　风电塔架结构健康监测系统界面
　　风电塔架结构健康监测系统硬件示意