Мониторинг ветроэлектростанций
Мониторинг состояния ветроэлектростанций

Системы сбора данных Dewesoft применяются для мониторинга состояния и мониторинга целостности конструкций плавающих ветроэлектростанций в режиме реального времени для сокращения стоимости ветровой энергии и оптимизации рентабельности инвестиций. 

Система мониторинга состояния поддерживает большое количество распределенных каналов и функцию удаленного мониторинга. Мы поставляем различные готовые решения — системы сбора данных, регистраторы данных, датчики — со встроенными ПО на базе ОС Windows для обработки данных и облачного мониторинга.

Колебания
Колебания
IEPE XXX
IEPE XXX
Тензодатчики
Тензодатчики
Полный мост
Полный мост
Полумост
Полумост
Четвертьмост
Четвертьмост
Сила
Сила
Angle
Angle
Ориентация
Ориентация
Температура
Температура
Термопара
Термопара
RTD
RTD
TEDS 
TEDS 
GPS/ГЛОНАСС
GPS/ГЛОНАСС
Видео
Видео
EtherCAT
EtherCAT
OPC UA
OPC UA
XCP/CCP
XCP/CCP
Без вентилятора
Без вентилятора
IP67
IP67
LAN
LAN
Ударопрочность 100 g
Ударопрочность 100 g
От –40 до +85 °C
От –40 до +85 °C

Основные особенности


  • ПОЛНОСТЬЮ ГОТОВОЕ РЕШЕНИЕ. Система мониторинга состояния Dewesoft — это комплексное решение, включающее в себя системы нормирования сигналов, ПО для сбора и обработки данных, датчики и другие аксессуары для мониторинга состояния конструкций ветроэлектростанций. 
  • РАСПРЕДЕЛЁННЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ Приборы Dewesoft можно распределить в любых условиях. Благодаря технологии EtherCAT приборы можно разместить рядом с датчиками и подключить их всего одним кабелем — и для питания, и для передачи данных, и для синхронизации устройств. Расстояние между системами сбора данных может достигать 100 м, а при использовании преобразователей EtherCAT на оптоволокно не будет ограничено вовсе. 
  • ПОДДЕРЖКА ЛЮБЫХ ДАТЧИКОВ. Входные усилители поддерживают тензодатчики, низкочастотные акселерометры, а также датчики температуры, погодные датчики, датчики энергии ветра и мониторинга состояния ветроэлектростанций.
  • ПОЛНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ ДАННЫХ. Синхронизация всех каналов данных займет меньше микросекунды. Такая скорость подойдет для проведения глубокого анализа прочности конструкций.
  • ПРЕВОСХОДНЫЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН. Динамические диапазоны наших усилителей достигают 160 дБ. Как говорят наши клиенты, с такой точностью можно увидеть, как рыбы врезаются в конструкцию.
  • ШИРОКИЙ НАБОР КОНФИГУРАЦИЙ. Мы поставляем и сверхзащищённые системы сбора данных с классом защиты IP67, и более экономичные решения. Они подойдут для любых конструкций и смогут отслеживать и анализировать тысячи точек данных.
  • ЭФФЕКТИВНОЕ ПО. DewesoftX позволяет проводить диагностику неисправностей в режиме реального времени, предварительную обработку и сокращение данных с помощью широкого набора математических функций, а также визуализировать данные с помощью множества инструментов. 
  • ОТКРЫТЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ. В DewesoftX доступно множество стандартных форматов данных: актуальные данные можно выгружать через интерфейс OPC UA, Rest API или современные облачные службы.
  • УДАЛЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ. Системой можно управлять удаленно, поскольку в ней доступны сохранение данных по триггеру, аварийные сигналы, а также другие средства мониторинга с возможностью сохранения на локальных или удаленных серверах.
  • ПОЖИЗНЕННЫЕ БЕСПЛАТНЫЕ ОБНОВЛЕНИЯ ПО. Отмеченное наградами ПО для сбора данных DewesoftX входит в комплект поставки. Пакет программного обеспечения постоянно развивается, в него добавляются новые функции. Мы предлагаем бесплатные пожизненные обновления программного обеспечения для всех наших пользователей.

Мониторинг состояния
ветроэлектростанций

Мониторинг состояния ветроэлектростанций выполняется для своевременного обнаружения изменений в состоянии ветроэлектростанции. Основная цель — прогнозировать потенциальные неисправности, чтобы предотвратить ухудшение характеристик и экономический ущерб. Данная процедура подразумевает постоянное наблюдение за отдельными показателями состояния и их последующее сравнение с показателями, полученным в нормальном режиме эксплуатации.

Мониторинг состояния связан с мониторингом узлов силового привода ветроэлектростанции. Dewesoft поставляет решения для мониторинга различных вращающихся компонентов: валов, подшипников, редукторов и генераторов.

Как правило, для мониторинга состояния ветроэлектростанций применяются следующие датчики:

  • акселерометры — для обнаружения неисправностей подшипников или зубчатых колес;
  • датчики температуры — для обнаружения перегрева;
  • датчики давления;
  • датчики угловой скорости — для порядкового анализа различных скоростей вращения ветроэлектростанций;
  • токовые клещи — для измерения сигналов тока и последующего выявления неисправностей генераторов;
  • датчики масла — для анализа содержания воды, различных пород и концентрации частиц.

Подробнее: решения для мониторинга состояния конструкций Dewesoft.

Мониторинг состоянияветроэлектростанций

Мониторинг целостности конструкций ветроэлектростанций

Мониторинг состояния элементов конструкции — оснований, лопастей, вышек — называют мониторингом целостности конструкции. Неисправности элементов ветроэлектростанций значительно сказываются на эксплуатационных затратах, а в некоторых случаях могут привести к выходу станции из строя (разрушению вышки). 

Плавающие ветроэлектростанции особенно подвержены воздействию жестких условий (ветру, нагрузке от ударов волн, напряжению и коррозии) и связанных с этим рисков. Так, мониторинг целостности элементов конструкции необходим для сокращения расходов на техническое обслуживание и предотвращение обрушения.

Как правило, для мониторинга целостности конструкции ветроэлектростанции используются следующие датчики:

  1. акселерометры — для проведения эксплуатационного модального анализа;
  2. тензодатчики — для проверки устойчивости конструкции к воздействию нагрузок;
  3. датчики температуры — применяются в сочетании с тензодатчиками для компенсации температуры;
  4. инклинометры — для мониторинга устойчивости вышки;
  5. анемометры — для измерения скорости и направления ветра;
  6. ультразвуковые датчики — для измерения высоты волн.


Dewesoft поставляет комплексные решение для мониторинга устойчивости конструкции, с помощью которого можно измерить все необходимые параметры: вибрацию, напряжение, наклон и температуру.

Мониторинг целостности конструкций ветроэлектростанций

Мониторинг вибрации
ветроэлектростанций

Мониторинг вибрации ветроэлектростанций — наиболее распространенный метод мониторинга состояния конструкции ветроэлектростанции. Это связано с тем, что большинство повреждений вращающихся компонентов возникают при повышении уровня вибрации на соответствующих частотах.

При мониторинге состояния конструкции на основе данных вибрации проводится эксплуатационный модальный анализ, который помогает выявить потенциальные неисправности. Изменение геометрических и прочностных свойств соотносится с изменение модальных свойств: форм мод, коэффициентов затухания и собственных частот.

Dewesoft предлагает передовые трёхосные акселерометры с возможностью сбора данных (IOLITE-3xMEMS-ACC), предназначенные для мониторинга вибрации конструкций. В ПО для обработки данных DewesoftX доступно множество математических функций для вычисления вибрации. Для удобства проведения эксплуатационного модального анализа и оценки состояния конструкции доступны различные форматы экспорта.

Мониторинг вибрацииветроэлектростанций

Оборудование для мониторинга состояния 
ветроэлектростанций

  • Измерение ускорения и наклона: Dewesoft IOLITEiw-3xMEMS-ACC-INC — это трёхосный акселерометр типа MEMS и статический инклинометр с интерфейсом EtherCAT. Диапазон измерения вибрации ветроэлектростанции — 8 g.
  • Шкафы: Dewesoft поставляет шкафы с необходимым оборудованием, выполненные по требованиям заказчика.
  • Промышленные ПК: мы поставляем промышленные компьютеры Dewesoft или сторонних производителей, на которых можно запустить ПО DewesoftX для сбора данных с подключенных датчиков. Также доступны блоки питания и источники бесперебойного питания.
  • Кабели: один кабель CAT6 используется для последовательного подключения устройств EtherCAT. Мы поставляем недорогие высокоточные защищенные кабели (с защитой от воздействия УФ-лучей, масла, озона, жидкостей и влаги; экранированные; огнестойкие; с низким выбросом дыма и других кислотных газов; не содержащие галогенов), а также кабели для применения в воде (кабели NEK 606 с защитой от грязи).
  • Монтажные кронштейны: Dewesoft изготавливает монтажные кронштейны и другие аксессуары по индивидуальным требованиям.
  • Другие аксессуары: для предотвращения изгибания или сжатия кабелей доступна защита от износа кабелей. Кроме того, для закрепления кабелей на вышках доступны кабельные зажимы (в том числе магнитные). Они подойдут для случаев, когда нельзя установить кабельные коробы.
Оборудование для мониторинга состояния ветроэлектростанций

Архитектура системы мониторинга

Система мониторинга Dewesoft строится из распределенных систем сбора данных с интерфейсом EtherCAT. Все системы подключены последовательно одним кабелем для обмена данными, питания и синхронизации данных. Устройства выполняют функцию ведомых устройств EtherCAT, а ПК, на котором запущено ПО DewesoftX, — функцию ведущего устройства.

Сбор и обработка необработанных данных с систем сбора данных выполняется измерительными модулями, на которых запущено ПО для сбора данных DewesoftX. В нем доступно множество настраиваемых триггеров записи данных и математических функций. По сети TCP/IP файлы данных можно передавать на локальный или облачный сервер, либо транслировать их по протоколу OPC UA

Данные можно открыть, просмотреть и проанализировать на ПК-клиенте или сохранить их в базу данных временных рядов (пакет Historian), а затем отправить в SCADA-системы или облачное ПО через стандартные интерфейсы: OPC/UA, XCP или Rest API. Такая архитектура полностью вписывается в Индустрию 4.0 (IIoT).

Расположенные на одной вышке устройства EtherCAT синхронизируются между собой со скоростью меньше 1 мкс. Устройства EtherCAT, расположенные на разных вышках, синхронизируются с локальным NTP-сервером. Скорость синхронизации таких устройств зависит от задержки сети. В среднем, она составляет 10 мс. Для повышения точности синхронизации можно выполнять синхронизацию по GPS.

Архитектура системы мониторинга

Защищенные распределенные системы сбора данных

Dewesoft поставляет очень прочные системы сбора данных: они работают безошибочно даже при экстремальных температурах (от –40 °C до +85 °C), больших нагрузках, а также высокой влажности. Класс защиты наших систем — IP67, а ударопрочность — 100 g.

Кроме того, устройства можно распределить. Например, разместить рядом с датчиком, установленным на конструкцию. В таком случае требуется меньше кабелей, что приводит к повышению качества сигнала, предотвращению ошибок прокладки кабелей и снижению их стоимости. Системы сбора данных можно распределить по одному каналу.

Благодаря поддержке протокола EtherCAT устройства можно легко распределить по большой конструкции, при этом расстояние между ними может достигать 100 м. Для питания, передачи и синхронизации данных используется всего один кабель. Для увеличения расстояния между устройствами можно использовать преобразователи EtherCAT на оптоволокно.

Защищенные распределенные системы сбора данных

Гибкая стратегия хранения данных для мониторинга состояния ветроэлектростанций

В ПО DewesoftX доступны удобные универсальные способы передачи данных. Данные можно сохранить локально, на устройство рядом с конструкцией, либо воспользоваться стандартным интерфейсом (например, OPC UA) и сохранить данные в облаке или базе данных. Поток данных ничем не ограничен.

Наши лицензии позволят вам подключить неограниченное количество настольных или облачных клиентов для мониторинга данных без дополнительных расходов.

Гибкая стратегия хранения данных для мониторинга состояния ветроэлектростанций

Dewesoft Historian: база данных временных рядов для длительного мониторинга

Пакет программного обеспечения Historian добавляет в архитектуру базу данных временных рядов для долгосрочной или постоянной записи данных. Базу данных можно разместить локально, на удалённом сервере или в облаке. Решение основано на проекте базы данных временных рядов InfluxDB с открытым исходным кодом.  

Historian предоставляет ряд полезных функций для архивных данных:

  • Необработанные и сжатые данные: необработанные данные всегда сохраняются на измерительном приборе для последующего анализа, а Historian выполняет роль долгосрочного облачного хранилища сжатых данных.
  • Ретрансляция и безопасность данных: при потере соединения между измерительным оборудованием и базой данных данные будут сохранены локально, а после возобновления подключения переданы в базу данных.
  • Тенденции и аналитика: архивные данные можно в любой момент загрузить из базы Historian и использовать для определения тенденций, глубокого анализа и выявления основных причин неисправностей.
Dewesoft Historian: база данных временных рядов для длительного мониторинга

Пример использования
Мониторинг морских башен ветряных турбин

Вы можете прочитать более подробную информацию о мониторинге башни ветряных турбин в нашем тематическом исследовании.

Многие руководители морских ветряных электростанций установили измерительную технику для непрерывного мониторинга состояния конструкций на башнях. Для мониторинга состояния конструкций используются различные методы и методы зондирования. Наиболее широко используется метод, основанный на вибрации, также известный как операционный модальный анализ (OMA).

Прочтите тематическое исследование «Мониторинг морских башен ветряных турбин».

Пример использования
Мониторинг морских башен ветряных турбин

История успеха
Dewesoft будет следить за крупнейшей в мире оффшорной ветроэлектростанцией

Энергетическая компания Vattenfall выбрала Dewesoft в качестве поставщика решения для мониторинга вышек на крупнейшей в мире оффшорной ветряной электростанции.

Система будет выполнять профилактическое обслуживание башен ветряных турбин. Цель состоит в том, чтобы поддерживать работу ветряных турбин на максимально возможном уровне за счет предотвращения отказов.

Ветряная электростанция Hollandse Kust Zuid будет расположена в 18–36 км от побережья Нидерландов, недалеко от Гааги и Зандворта. В полностью рабочем состоянии общая мощность 140 турбин составляет 1,5 ГВт.

Система мониторинга будет состоять из датчиков, распределенных по высоте башен, обеспечивающих измерения ускорения, наклона и скорости.

Преимущество решения для мониторинга Dewesoft заключается во встроенном 3-осевом акселерометре и устройстве сбора данных, предлагающем распределенный мониторинг и простую установку устройств на месте благодаря опции последовательного подключения Ethercat и стандартизированному интерфейсу RJ45. Данные будут храниться в базе данных и отправлены в диспетчерскую Vattenfall для анализа и интерпретации. Исходя из этого, будут планироваться ремонтные работы.

История успеха
Dewesoft будет следить за крупнейшей в мире оффшорной ветроэлектростанцией

Связанные продукты

Заказ

Спасибо за обращение! Наши эксперты свяжутся с вами в самое ближайшее время.