[发明专利]海上风力发电机组基础冲刷在线监测系统及方法

权利要求书

1.一种海上风力发电机组基础冲刷在线监测系统，其特征在于，所述系统包括：

多个低频振动传感器，安装于风机塔筒底部，用于获取其安装位置处的监测数据；

信息采集与存储单元，用于存储所述监测数据，并将所述监测数据上传至状态信息管理终端；

所述状态信息管理终端，用于存储每个风机基础对应的设计参数信息，并根据所述设计参数信息和所述监测数据确定输出信息，并输出所述输出信息至云服务器；

所述云服务器，用于根据所述输出信息，输出对应的基础状态报告至指定的用户终端。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述状态信息管理终端具体用于：

根据所述设计参数信息计算得到每个风机基础的控制要素，并将所述控制要素设置为预警值，预警值包括桩基础允许最大冲刷深度和风机允许最低固有频率；

根据所述监测数据，计算得到实时的风机结构固有频率和风机基础冲刷深度；

将所述实时的风机结构固有频率和风机基础冲刷深度与所述预警值进行对比，得到对比结果；

根据对比结果确定并输出对应的输出信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测数据包括加速度数据；

所述设计参数信息包括风机结构参数、机位地质参数、机位环境参数和风机运行信息参数；

所述输出信息包括风机的基础冲刷状态和基础安全状态；

所述基础冲刷状态包括基础冲刷正常和基础冲刷严重，所述基础安全状态包括基础安全和基础危险。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，根据所述监测数据，计算得到实时的风机结构固有频率和风机基础冲刷深度，包括：

通过快速傅里叶变换将所述设计参数信息进行时域至频域的计算，并根据频域计算结构确定所述风机结构固有频率；

通过仿真分析建立风机结构固有频率与风机基础冲刷深度的相关关系，相关关系公式包括：

S(t)＝a[bf(t)]+c

S(t)表示风机基础冲刷深度，f(t)表示风机结构固有频率，a,b,c为不同风机结构参数决定的影响参数，通过仿真计算确定。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述云服务器具体用于：

当所述输出信息为基础冲刷正常且基础安全时，输出对应的第一基础状态报告，并提示所述用户无需采取措施；

当所述输出信息为基础冲刷严重且基础危险时，输出对应的第二基础状态报告，并提示用户需近期出海测量基础地形，以确定是否需要采用基础防护措施；

当所述输出信息为基础冲刷正常且基础危险时，输出对应的第三基础状态报告，并提示用户需进行停机检修，确认是否由冲刷引起，是否需要采用基础防护措施；

当所述输出信息为基础冲刷严重且基础危险时，输出对应的第四基础状态报告，并提示用户需近期采用基础防护措施。

6.一种海上风力发电机组基础冲刷在线监测方法，其特征在于，所述方法包括：

通过多个低频振动传感器获取其安装位置处的监测数据，其中，所述多个低频振动传感器安装于风机塔筒底部；

存储所述监测数据；

存储每个风机基础对应的设计参数信息，并根据所述设计参数信息和所述监测数据确定输出信息；

根据所述输出信息，输出对应的基础状态报告至指定的用户终端。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，存储每个风机基础对应的设计参数信息，并根据所述设计参数信息和所述监测数据确定输出信息，包括：

根据所述设计参数信息计算得到每个风机基础的控制要素，并将所述控制要素设置为预警值，预警值包括桩基础允许最大冲刷深度和风机允许最低固有频率；

根据所述监测数据，计算得到实时的风机结构固有频率和风机基础冲刷深度；

将所述实时的风机结构固有频率和风机基础冲刷深度与所述预警值进行对比，得到对比结果；

根据对比结果确定并输出对应的输出信息。