中国能源资讯网随着我国风电事业的迅猛发展，高柔塔机型的广泛应用有效地增加了发电量，降低了成本，成为行业主流。但随高度增加和塔筒柔性增大是风机结构运行安全监测难题，大叶片、高塔架风力发电机组在运行过程中，由于柔性塔架及叶片轻量化设计，叶片与塔架易出现动态净空距离小于机组设计的最小净空距离。特别对于100m以上的高度风电机组会有较大概率出现风速突变情况（低空急流风险），增加了叶片撞击塔筒的风险。
图 1 风机因扫塔导致机舱结构失衡并最终倒塔的事故
近年来近年来，风机倒塔、叶片扫塔等事故多发。事故不仅造成巨大经济损失，而且还带来严重安全隐患，在社会上形成巨大负面影响。借助净空监测来实现防范扫塔的技术应用越来越受到业主和主机厂家的重视和关注。
叶片监测-视频净空系统介绍
基于高清视频捕获、识别技术的视频净空系统主要由图像采集系统和图像处理控制系统两部分组成，图像采集系统可方便灵活的部署在风机机舱底部，实现对风机叶片扫过塔筒的图像捕获、轨迹识别。叶片特征视频采集预处理后传输至图像处理系统，通过计算机视觉技术对图像进行分析，计算出叶片和塔筒间的净空值，同时也可以实现净空监测、叶轮不平衡监测和叶片损伤监测。
图 2 视频净空系统拓扑
技术亮点
易于施工，应用技术成熟可靠
相比于市面上基于毫米波雷达和激光的净空技术，为了获取有效的探测反射视角，通常选择部署在机舱外两侧或塔筒外壁，施工度更加复杂，更是带来后期维护的困难性。而视频净空方案均部署在机舱内部，安装、调试和维护更加符合运维人员的日常工作规范。
图 3 相比雷达技术在塔筒壁上部署视频净空方案可方便部署于机舱内部
净空监测结果直观，可追溯性强
视频净空方案是基于叶片运转轨迹的真实图像为数据源，图像识别基于亚像素级别，净空监测结果更加精准和直观，监测数据所见即所得。即使出现扫塔事故时，采用视频净空方案比其他净空技术更直观的回溯事发前后的叶片运行的真实状态，对于追根溯源提供最为直接的证据支撑。
图 4 视频净空监测实时性、直观性最佳
一机多能，应用扩展性好
视频净空方案除了实时监测叶片净空，还可以通过识别各个叶片的净空数据来监测风机的叶轮不平衡状态，更能通过视频识别技术来有效的捕获叶片表面的缺陷和损伤。更支持与主机主控对接，完成从净空风险监测、识别、告警到协同主机及时处置的净空风险处置的闭环机制，全面保护客户风机可能因扫塔而造成的重大损失。
通过对机组净空值得测量，比对每只叶片的净空值，如左侧两个图片所示，通过对比每只叶片扫过塔筒时轨迹，可以清晰明确的识别叶轮是否存在不平衡现象。
图 5 叶片损伤识别和叶轮不平衡状态监测
应用价值
由此可见，实时监测风力发电机组叶片净空动态变化值，对维护机组运行状态具有重要意义。合信锐风视频净空系统可精确判断风力发电机叶片与塔筒间的净空距离，以保证风力发电设备始终处于合格的工作状态。避免给机组带来巨大的经济损失。
