智慧风电光纤解决方案

智慧风电全光纤监测解决方案

1. 叶片智能监测

通过光纤传感器实时监测叶片运行状态，实现故障预测与预防性维护，降低停机时间与发电成本。

• 监测项目：
  • 应变监测（光纤应变传感器）：分析结构疲劳，优化材料成本，延长叶片寿命。
  • 振动监测（光纤加速度传感器）：检测表面开裂、雷击损伤及气动不平衡。
  • 螺栓监测（光纤螺栓力传感器）：评估螺栓松动风险。
  • 温度监测（光纤温度传感器）：配合除冰系统优化运行效率。

• 系统架构：
  • 传感器数据通过光纤分路器传输至轮毂控制柜，经边缘计算处理后上传至云端平台，最终集成至风场数据中心。

2. 塔筒及基础监测

全面保障塔筒结构安全，结合风机运行参数评估健康状态。

• 监测功能：
  • 塔筒倾角与振动（光纤倾角/加速度传感器）：分析低频振动频率，避免共振风险。
  • 螺栓受力监测（光纤螺栓力传感器）：实时评估螺栓损伤。
  • 基础沉降与应力（光纤静力水准仪/应变传感器）：监测不均匀沉降与结构应力。
  • 冲刷防护监测（多波束测深仪）：实时探测海底地形变化。

• 系统组网：
  • 传感器数据经光纤路由器汇总至塔筒底部服务器，通过TCP协议与云端平台交互。

监测产品（硬件）

光纤布拉格光栅：

光纤光栅利用光纤材料的光敏性质，用特定波长的激光以特定的方式照射光纤，导致光纤内部的折射率沿轴向发生永久性的变化，形成周期性或者非周期性的空间相位分布，从而形成光栅结构，其实质是在纤芯内形成一个窄带滤波器或反射镜，并能精确控制谐振波长。抗电磁干扰、电绝缘性能好，安全可靠、耐腐蚀，化学性能稳定、体积小、重量轻，几何形状可塑、传输损耗小、传输容量大、测量范围广、光栅的长度小、频带宽,信噪比高。

光纤传感解调仪系列

• 工程型解调仪（ZX-FP-C）：
  • 支持32通道并行连接，波长解析精度达2pm，模块化设计，适用于大规模组网。
  • 兼容多种通讯协议（UDP/Modbus/485），7×24小时稳定运行。

• 便携式解调仪（ZX-FP-M）：
  • 内置锂电池与彩色显示屏，适合现场移动检测，连续工作6小时。
• 超高速解调仪（ZX-SL）：
  • 采样频率高达4kHz，支持动态物理量算法补偿，满足高速数据同步需求。

疲劳测试设备

• 10吨高性能疲劳试验机、FRP智能筋、应变传感器锚固装置等，提供从研发到工程应用的全流程解决方案。

疲劳问题的解决：

1. 核心部件特殊封装工艺，采用独特的玻璃纤维增强复合材料封装工艺，全方位将FBG紧密裹覆，经高温固化形成智能感知层。
2. 锚固端无胶连接，经过缜密的理论计算和严格的性能测试，采用软金属变形特性，达到无胶锚固。
3. 完善的实验设备及方案，在-1500—6000微应变、5Hz频率下连续循环250万次以上。

技术优势与价值

1. 精准预警：通过多维度数据分析，实现风机故障早期预警，减少非计划停机。
2. 延长寿命：优化材料使用与维护策略，提升叶片与塔筒使用寿命。
3. 降本增效：预防性维护降低运维成本，提升发电效率（单位MW成本降低）。
4. 高兼容性：支持多协议通讯与超大规模组网，适配各类风电场需求。