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葉片狀態(tài)感知降低風電運維風險
隨著海上風電發(fā)展迅速，如何有效降低運維風險，提升風電場的可用性，成為業(yè)界關注的重點。葉片作為風電機組的重要組成部分，其狀態(tài)的實時監(jiān)測對保證發(fā)電安全和高效運行至關重要。部署光纖光柵傳感器，能夠實時監(jiān)測風電葉片的形變、應力和溫度等重要參數(shù)，為風電場的運行維護提供了精確的數(shù)據(jù)支持，從而明顯降低了運維風險。
在某海上風電場，通過在葉片上部署16通道光纖傳感器網絡，結合先進的疲勞損傷預測算法，能夠實時監(jiān)測葉片的狀態(tài)并及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障風險。當風電場發(fā)生故障預警時，監(jiān)測系統(tǒng)的反應速度得到大幅提升，預警時效提高至72小時，幫助維護人員提前準備和安排維修工作，避免了突發(fā)故障對發(fā)電能力的影響。據(jù)統(tǒng)計，這項技術應用后，年維修成本下降了37%，為風電場的可持續(xù)發(fā)展提供了強有力的支持。
通過精確的應力分析，風電場還優(yōu)化了偏航策略，在保持風機穩(wěn)定的情況下，提高了發(fā)電量。分析顯示，這一優(yōu)化策略幫助發(fā)電量提升了11%，為電力生產帶來了可觀的收益。同時，周邊船舶航行告警頻次也得到了明顯減少，減少了69%的不必要的航行干擾，提高了海上交通的安全性。
借鑒荷蘭北海風電監(jiān)測體系，利用應變能密度計算模型，進一步保障了葉片的安全性能。該模型可以實時評估葉片的疲勞損傷情況，為風電場提供科學、準確的安全保障。通過對葉片應變的多方面監(jiān)控，風電場能夠有效預防重大故障發(fā)生，減少了因葉片損傷導致的停機時間和維護成本。
從國家層面來看，海上風電的可用率提升至96.5%，對實現(xiàn)可再生能源的穩(wěn)定供給和能源轉型目標發(fā)揮了重要作用。企業(yè)方面，運維船出航次數(shù)減少了43%，降低了運維成本，同時提高了維護工作的效率。對于漁業(yè)作業(yè)者而言，漁業(yè)安全距離預警的準確率達到了89%，有效保障了漁民的生命財產安全。
典型實踐中，英國Hornsea風電集群的監(jiān)測系統(tǒng)也為行業(yè)提供了寶貴經驗。通過實時監(jiān)測和預警系統(tǒng)的集成應用，Hornsea風電集群能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在故障并進行快速響應，為全球風電場運維提供了重要參考。通過不斷優(yōu)化監(jiān)測技術，海上風電的運維風險將進一步降低，行業(yè)的整體安全性和效率也將得到不斷提升。
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