风力发电机叶片远程在线实时智能健康监测系统

本系统能对风力发电场的风机叶片进行分布式远程在线智能健康监测，系统组成如图1所示，该系统包括户外麦克风、信号采集与通信单元、光网络和风场监控中心服务器等。户外麦克风以非接触的方式采集风机叶片运行时产生的声信号，并传送给数据采集与通信单元，由通信单元将采集的信号通过网络上传至监控中心服务器，服务器包括接收端通信单元、信号处理与特征提取模块、神经网络和用户交互应用软件，由神经网络对风机叶片的健康状态进行判断，对缺陷进行分类，并发出报警。服务器交互应用软件能给用户提供友好的交互界面，用户可以通过PC机和手机远程登录服务器，实时查看声音监测信息，如时域图、频域图、时频域图等，也可以听取原始声信号，获得授权的工作人员可以对给出的故障信号进行再一次确认，并给出标注，还可以调取其历史记录，帮助用户分析。该系统能够远程实时非接触监测各风机叶片的健康状态并及时反馈给用户，有效解决了检测设备不易安装维护、无法远程在线监测、实时性差等技术问题。

最新装机的风电机组一般都在1兆瓦以上，叶片直径可达七八十米甚至上百米。对于旋转设备的缺陷检测来说，传统的方法多为接触式检测法，存在传感器安装困难，检测范围有限等技术障碍，本成果开发的基于声学特征的风机叶片远程在线智能健康监测系统具有成本低、非接触、测量范围大、安装方便等优点。

无论对于陆地风机或海洋风机来说，要像对通常的设备那样进行日常的维护几乎是不可能，每个风场都由许多分散的风力发电机组组成，由于风力发电机均工作在荒山、沙漠或海洋上，为了能够有效地对所有机组进行监测，就需要有能够对分散的风力发电机组进行统一有效监测的网络及服务器系统，本系统可实现分布式远程实时智能监测，提供了友好的人机交互功能，能够将叶片健康状态直观地呈现给用户，从而在叶片出现故障时及时预警，便于用户采取相应的措施，保证风力发电机的正常运行。