Comprehensive safety monitoring of wind

farms Solution

TARCO

風(fēng)電場綜合安全監(jiān)測

解決方案

感傳萬物，智護(hù)安全 SENSE FOR THINGS INTELLIGENCE FOR SAFETY

概況

行業(yè)痛點(diǎn)

風(fēng)電機(jī)組數(shù)量增長迅猛，越來越龐大的市場規(guī)模使得業(yè)主及運(yùn)營單位面臨著諸多亟需解決的安全

問題，諸如風(fēng)機(jī)倒塌、葉片失穩(wěn)、機(jī)組火災(zāi)等，這些問題直接決定著風(fēng)電場能否正常運(yùn)行，直接關(guān)系到

經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)及人身安全。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)近 3 年平均每年至少發(fā)生 25 起風(fēng)機(jī)安全事故，且仍呈現(xiàn)上

升趨勢，風(fēng)機(jī)安全事故時(shí)有發(fā)生。

●倒塌風(fēng)險(xiǎn)多。葉片受損、固定螺栓磨損及松動(dòng)引起風(fēng)機(jī)倒塌。

●外部隱患難掌控。極端天氣、航行事故、海洋作業(yè)等外部因素下可能導(dǎo)致塔筒失穩(wěn)、結(jié)構(gòu)受損，

無法預(yù)警火災(zāi)隱患，難監(jiān)控。

●發(fā)電機(jī)、電纜、電氣柜等過熱而引起的火災(zāi)。

行業(yè)背景

風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展對于我國實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有十分重要的意義。2022 年，全國風(fēng)電、光伏發(fā)電

新增裝機(jī)突破 1.2 億千瓦，連續(xù)三年突破 1 億千瓦，再創(chuàng)歷史新高。截止 2022 年，我國風(fēng)力發(fā)電累計(jì)

裝機(jī)容量預(yù)計(jì)達(dá)到 35319 萬千瓦。近日，國家能源局正式印發(fā)《2023 年能源工作指導(dǎo)意見》，指出要

堅(jiān)持積極穩(wěn)妥推進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。其中提到非化石能源占能源消費(fèi)總量比重提高到 18.3% 左右，非化

石能源發(fā)電裝機(jī)占比提高到 51.9% 左右，風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會(huì)用電量的比重達(dá)到 15.3%，穩(wěn)步

推進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域電能替代。

2018-2022 年中國風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量 ( 萬千瓦 ) ■累計(jì)裝機(jī)容量 ( 萬千瓦）

OVERVIEW

2018 2019 2020 2021 2022

35319

32848

28153

21005

18426

40000

35000

30000

25000

20000

15000

10000

5000

2018

技術(shù)方案

系統(tǒng)功能

1. 塔身振動(dòng)監(jiān)測。監(jiān)測風(fēng)電塔身振動(dòng)狀況，對機(jī)組運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警。

2. 螺栓松動(dòng)監(jiān)測。實(shí)時(shí)監(jiān)測診斷螺栓松動(dòng)情況。

3. 發(fā)電機(jī)、齒輪箱、電纜、電氣柜等重點(diǎn)設(shè)備溫度監(jiān)測。

4. 站場周界安全監(jiān)控。搭建精準(zhǔn)周界安全監(jiān)控系統(tǒng)，可接入已有的視頻監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，準(zhǔn)確

識(shí)別升壓站第三方入侵以及其他異常聲音 / 振動(dòng)事件。

總體架構(gòu)

在風(fēng)電場升壓站的監(jiān)控中心設(shè)置監(jiān)測主機(jī)，風(fēng)電機(jī)組的監(jiān)測目標(biāo)部位安裝專用光纜作為感知單元，

搭建監(jiān)測系統(tǒng)。機(jī)組與機(jī)組、機(jī)組與升壓站之間使用已建的通信光纜進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸；升壓

站與集團(tuán)之間使用寬帶專線或 4G/5G 無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測信息傳輸。

TECHNICAL PROPOSAL

系統(tǒng)構(gòu)成拓?fù)鋱D

產(chǎn)品及選型

監(jiān)測主機(jī)

tMulS 分布式光纖多參數(shù)監(jiān)測分析儀是一款融合光纖

中多種散射機(jī)制的分布式光纖多參數(shù)傳感監(jiān)測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)光

纜損耗、應(yīng)變、溫度、振動(dòng)等多參量的并行感測合成，極大

提高光纖傳感系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用中對異常事件的辨識(shí)

精度。tMulS 設(shè)備采用“多參數(shù)測量共用同一光源、調(diào)制單位、

傳感光纖以及信號(hào)采集單元”的新方案，解決不同物理場信

號(hào)位置不同源的難題，實(shí)現(xiàn)多個(gè)物理場與待測對象狀態(tài)特征

的時(shí)空精準(zhǔn)映射，為風(fēng)電場綜合安全監(jiān)測提供數(shù)字孿生解決

方案。

PRODUCT AND SELECTION

tMulS 分布式光纖多參數(shù)監(jiān)測分析儀

公司已獲得該系統(tǒng)相關(guān)的主要授權(quán)發(fā)明專利：

●基于調(diào)制脈沖和多重散射的多參數(shù)分布式光纖傳感系統(tǒng) ZL 201510747665.3

●多參數(shù)分布式光纖傳感系統(tǒng) ZL 201610681776.3

●基于多斜坡輔助的大動(dòng)態(tài)范圍布里淵快速測量系統(tǒng) ZL 201910006107.X

●基于泵浦脈沖掃頻的動(dòng)態(tài)布里淵光時(shí)域分析系統(tǒng) ZL 201710976581.6

●分布式光纖振動(dòng)和溫度傳感系統(tǒng) ZL 202121083729.1

●長距離分布式布里淵動(dòng)態(tài)應(yīng)變測量系統(tǒng) CN 201810727862.2

●矢量光學(xué)啁啾鏈布里淵時(shí)域分析系統(tǒng) CN111947696A

˙ 光纖分布式傳感快速布里淵頻譜分析軟件 2020SR0923310

技術(shù)參數(shù)

產(chǎn)品型號(hào)

外形尺寸（mm）

整機(jī)重量

典型功耗

最大測量距離

溫感精度

應(yīng)變精度

應(yīng)變范圍

標(biāo)準(zhǔn)工作電壓

工作電壓范圍

TKM-6201A

482（寬）×454（深）×138（高）

15kg

240W

20km

±0.5° C

±10με

—4000 με ～ 4000 με

AC220/50Hz

AC100-240V/50-60Hz

TKM-6501A

482（寬）×454（深）×138（高）

15kg

240W

50km

±0.5° C

±10με

—4000 με ～ 4000 με

AC220/50Hz

AC100-240V/50-60Hz

TKM-6801A

482（寬）×454（深）×138（高）

15kg

240W

100km

±0.5° C

±10με

—4000 με ～ 4000 με

AC220/50Hz

AC100-240V/50-60Hz

技術(shù)優(yōu)勢

TARCO 光纖風(fēng)電場綜合安全監(jiān)測系統(tǒng)以 tMluS 系列分析儀為核心設(shè)備，具備國家發(fā)明專利授權(quán)。具有以下

優(yōu)勢：

●多參量并行感測合成：光纜損耗、應(yīng)變、溫度、振動(dòng)、聲紋等多參量同時(shí)傳感，實(shí)現(xiàn)同一位置處不同物理

場信號(hào)的時(shí)空融合；

●硬件高度集中，綜合成本低：“源—調(diào)—感—測”一體化集成系統(tǒng)，多參數(shù)測量更緊湊、更可靠、成本更低；

●測量范圍廣，監(jiān)測范圍可達(dá)單通道最高 100km，分布式傳感器，連續(xù)無盲點(diǎn)；

●監(jiān)測精度高，溫度精度 ±0.5° C，空間分辨率 1-50m，應(yīng)變精度 10με；

●預(yù)警準(zhǔn)確率高，報(bào)警準(zhǔn)確率≥ 99%；

●學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)迭代、分類識(shí)別；

●抗電磁干擾強(qiáng)：光纖作為傳感器，主要材料是石英，絕緣且本質(zhì)安全，特別適用于 110kV 及以上高壓輸電

線路和水下線路；

（此產(chǎn)品系列均適用于解決方案，用戶可根據(jù)實(shí)際技術(shù)參數(shù)需求選取適合的型號(hào)，兼顧產(chǎn)品性能與成本）

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