海上風機現在是一個比較收到關注的產品。海上風機可以非常有效的利用海上的風能，從而保證風能的利用效率?？赡芎芏嗳似婀趾Ｉ巷L機是怎么在海上運行的，其實這涉及到海上風機的支撐結構。在這里多羅星電氣GULF將為大家介紹海上風機支撐結構的監測。

　　1 引言

　　海上風機支撐結構包括風機基礎及塔筒，屬于重要性基礎設施，是海上風力發電機組的支撐構件。近海風機結構所處環境十分惡劣，它不僅要承受海風、海浪、海流、潮汐、海冰、地震等多重作用，而且環境腐蝕、海生物附著、船只碰撞、材料老化、構件缺陷、機械損傷、基礎沖刷、腐蝕疲勞和裂紋擴展的損傷積累等會進一步影響整個基礎結構的工作性能，諸多不利因素都會導致近海風機基礎結構的失效。因此，對近海風機結構進行從建造安裝階段到投入使用以后的全壽命期內的安全性監測，精確掌握各風機基礎的服役狀態，對于風機建設過程中基礎設計的驗證和優化，風機運行過程中基礎安全性判定、損傷確定、壽命估計以及維修都具有重要意義。

　　海上風機支撐結構具體的監測項目與監測比例通常結合風電場實際情況而定，如地基類型、基礎結構形式、水深、土壤條件等。對海上風電場所有風機支撐結構進行監測是最理想的方式。然而受成本等條件因素限制，通常難以實現海上風機基礎的“全量”監測。盡管如此，為了盡量準確掌握海上風機支撐結構狀態信息，所監測的數量應不低于全場風機數量的10%，并根據實際情況覆蓋最不利狀況，增加監測數量與專項監測項目以獲得額外的結構信息。

　　海上風電機組支撐結構監測系統由傳感器、數據采集器、服務器及軟件、通信網絡等組成，應具備采集、存儲、分析、統計等功能。

　　2 總體要求

　　海上風機支撐結構監測方案的確定與業主具體需求緊密聯系，要明確哪些監測項目是必須要做的，哪些是業主需要的監測數據，以確保為業主提供最佳的解決方案。此外，由于海上作業成本高，應盡可能在陸上進行安裝工作，采用冗余設計，設備安裝前在岸上進行全面的運行模擬;海上安裝方便快捷，減少作業時間，降低出錯率;保障數據安全，應用統一程序對各監測子系統進行集中監控。

　　3 監測項目

　　通常海上風機支撐結構需要重點關注的監測內容包括：

　　· 沖刷監測;

　　· 振動監測;

　　· 位移與變形監測;

　　· 應力/應變監測;

　　· 腐蝕監測;

　　· 環境因素監測等。

　　3.1 沖刷監測

　　在波浪和潮流的聯合作用下，風機樁基礎可能產生沖刷現象，會影響風機基礎的穩定性與結構可靠性。風機基礎沖刷涉及水動力、地質條件、樁徑等因素，形成機理十分復雜，必需對海床水平、局部沖刷和侵蝕防護情況進行監測，采用防沖刷保護措施的風電場應對防沖刷設施進行維護。

　　3.2 振動監測

　　海上風機系統具有高度非線性，其動態特性隨波浪與風力的變化而迅速變化。風力發電機組由于高度高，機械結構具有一定的柔性，且結構容易發生振動，對基礎和塔架的振動特性進行監測分析，可判定其動力運行特性，主要監測內容包括振動加速度、振動速度、振動位移等。

　　3.3 位移與變形監測

　　海上風電支撐結構在復雜多變的風、浪條件聯合作用下，所受載荷劇烈變化，特別是在強風、暴風或風機發電系統啟動階段，風機支撐結構劇烈運動，甚至會影響風機總體的使用壽命。海上風機支撐結構的位移與變形監測包括水平位移、垂向位移、不均勻沉降、傾斜、變形、裂縫、裂紋等。

　　3.4 應力/應變監測

　　海上風力發電機組基礎應力應變監測可參考成熟的水利水電工程及海洋油氣工程應力應變監測方案及經驗。當應力應變監測變化規律正常，測值在經驗值、規范、設計、試驗規定的允許值內，可認為風電機組支撐結構應力應變安全狀態正常。監測內容包括結構應力、土壓力、環境載荷、船舶載荷等監測項目

　　3.5腐蝕監測

　　腐蝕是一種局部變化的現象，可能會發生不同種類的腐蝕，主要腐蝕的類型包括：化學腐蝕、電化學腐蝕、機械腐蝕、微生物腐蝕等。按具體的環境區域來劃分，包括：海洋大氣區腐蝕、浪濺區腐蝕、水位變動區腐蝕、水下腐蝕、泥下區腐蝕。在大多數項目中，只能測量總體平均腐蝕速率。確定和檢測特定的腐蝕十分困難。

　　腐蝕監測內容應包含陰極保護電位、外加電流、犧牲陽極外形尺寸、犧牲陽極的輸出電流、鋼筋混凝土腐蝕等。

　　3.6 環境因素監測

　　海上風電場生產運維作業過程受風、浪、流、潮汐等環境因素的影響，應根據風電場運維管理、結構安全評估等的需要，設計環境因素監測項方案。環境量素測，包括波浪要素、風速、風向、氣溫、水溫等監測項目。

　　4、結束語

　　海上風機基礎所處環境極其惡劣，實施風機支撐結構監測，有助于精確掌握海上風機支撐結構服役狀態，實時掌握風機支撐結構狀態的各種數據，對可能發生的結構破壞進行某種程度上的預警，及時反饋信息，避免造成風機主體結構的破壞或產生影響風機正常運行而造成的巨大經濟損失，保證風機的正常使用壽命和安全性，并為以后的勘察設計施工提供可靠的資料及相應的參數。

　　然而，海上風機支撐結構安全監測未來需要做的工作還很多，監測系統的壽命究竟有多長，極限荷載條件下能否有效反映風機支撐結構狀態還有待進一步驗證。

　　綜上所述，通過多羅星電氣GULF的介紹，海上風機的支撐結構顯得更加明晰和容易理解。我們對于海上風機的了解也加深了不少。海上風機的支撐結構保證了海上風機能在海上發揮作用，所以定時而科學的監測手段是很有必要的。