一种海洋风电基础安全监测平台及监测方法技术

本发明专利技术公开了一种海洋风电基础安全监测平台及监测方法，监测平台包括第一多波速测深仪和集成系统，第一多波速测深仪的输出端和集成系统连接，所述第一多波速测深仪安装在第一导轨上，所述第一导轨安装在风机桩基础外周面，所述多波速测深仪用于测量桩基周边的水深，并传递至集成系统通过布置在水下双轨道的多通道超声波探深仪，实时监测桩基础周围的地形变化，通过与定时扫测的区域性的AI技术的数据融合与对比，反映冲刷的问题，剔除了海床整体的移动移速，同时通过对风机的实测安全数据进行比较，发现冲刷对风机安全的影响。发现冲刷对风机安全的影响。发现冲刷对风机安全的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋风电基础安全监测平台及监测方法


[0001]本专利技术属于海上风电
，具体涉及海上风电场的基础冲刷监测。

技术介绍

[0002]海洋作为地球水资源中最为重要的组成部分,蕴涵着巨大可再生能源。海上风电虽然起步较晚，但是凭借海风资源的稳定性和大发电功率的特点，近年来正在飞速发展。目前，对海上风电的开发与利用在不断升温,较大程度地带动了对海上建筑物抵御波浪、潮流冲刷能力的研究。
[0003]海上风机基础是海上风电重要的基础设施，是海上风电机组的支撑构件。其所处环境十分恶劣，不仅承受各种自然印度的作用，还遭受地基冲刷影响。基础冲刷不仅影响风机支撑结构自振频率，还影响结构整体性，降低服役年限。此外，在海床表面附近夹杂着泥沙的水流不断冲刷桩基基础，腐蚀破坏桩基基础表面，严重时会造成海上风力机机组的坍塌。
[0004]目前海洋风电场的基础冲刷监测一般多用定期扫测，得出一定大范围的周期性的扫测结果。此方法不具备实时性，同时往往对短期极端事件无法正确及时反映，因此无法与现场实际监测的风机的数据振动进行实时对比分析，从而无法分辨出冲刷(尤其是极端事件下)对于风机整体振动的影响。

技术实现思路

[0005]为了克服实测数据与安全监测的基础冲刷数据不匹配的问题，本专利技术提供了一种海洋风电基础安全监测平台及监测方法，用于分析风电场内的海床整体和局部的移动与变化和因此对于风机稳定性所产生的影响。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所述一种海洋风电基础安全监测平台，包括第一多波速测深仪和集成系统，第一多波速测深仪的输出端和集成系统连接，所述第一多波速测深仪安装在第一导轨上，所述第一导轨安装在风机桩基础外周面，所述多波速测深仪用于测量桩基周边的水深，并传递至集成系统；所述集成系统用于采集桩基周边的水深和风电安全监测数据，并根据桩基周边的水深和风电安全监测数据计算海底冲刷与对于风电基础的影响。
[0007]进一步的，风机桩基础外周面安装有第二导轨，所述第二导轨上安装有第二多波速测深仪。
[0008]进一步的，第一多波速测深仪和第二多波速测深仪的运动轨道为两个相对的半圆。
[0009]进一步的，第二导轨和第一导轨的安装高度不同。
[0010]进一步的，还包括风机安全监测系统，所述风机安全监测系统用于监测风电安全监测数据，所述风电安全监测数据包括风机震动数据和位移数据。
[0011]进一步的，第一导轨由超高分子量聚乙烯制成。
[0012]基于上述的一种海洋风电基础安全监测方法，包括以下步骤：
[0013]步骤1、实时测量桩基周边的水深、风机的震动和风机位移，定期采集风电场整体的海床的变化数据；
[0014]步骤2、根据水深得到地形数据，对地形数据和光纤安全监测数据进行耦合分析，得到海底冲刷与对于风机桩基础的影响；根据地形数据和定期扫测数据分析极端事件对于冲刷和风机振动的影响以及区域性的海床移动与变化。
[0015]进一步的，步骤2中，对风机安全监测系统与轨道探深仪所得到数据进行对比分析，提取出两者的时滞，并对所述时滞进行分析，得到实际冲刷效果与光纤安全监测数据之间的响应时间。
[0016]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
[0017]本专利技术所述的平台，通过布置在水下双轨道的多通道超声波探深仪，实时监测桩基础周围水深，利用水深得到地形变化，通过布置实测超声波探深仪与光纤安全实测数据的对比，计算海底冲刷与对于风电基础的影响。
[0018]进一步的，风机桩基础外周面安装有第二导轨，第二导轨上安装有第二多波速测深仪，两个多波速测深仪冗余配置，防止数据中断。
[0019]进一步的，第一多波速测深仪和第二多波速测深仪的运动轨道为两个相对的半圆，防止以防止在运动过程中数据传输以及保护线缆影响与缠绕。
[0020]进一步的，导轨由超高分子量聚乙烯制成，耐腐蚀，使用寿命长。
[0021]本专利技术所述的方法，利用AI深度学习，对不间断的实测数据以及区域性的定时扫测数据进行融合与对比分析。分析该风电场内的冲刷效应与实际安全监测的数据相关性，进一步对海上风机的设计与运维提供数据支撑；同时通过区域性的定期性的扫测结果与桩基础的周边的长期的实测结果进行数据融合，研究区域性的海床变化对于桩基础的冲刷影响。
[0022]进一步的，通过与定时扫测的区域性的AI技术的数据融合与对比，反映剔除了海床整体的移动移速冲刷的问题，同时通过对风机的实测安全数据进行比较，发现冲刷对风机安全的影响。
附图说明
[0023]图1为双轨道多波速测深仪布置图；
[0024]图2为耦合分析的系统图。
[0025]附图中：1、风机桩基础，2、海床，3、水面，4、塔筒，5、第一多波速测深仪，6、第二多波速测深仪，7、风机安全监测系统，8、第一导轨，9、第二导轨。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术。
[0027]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0028]实施例1
[0029]本专利技术利用人工智能(AI)深度学习方法，结合光纤安全监测技术，以及超高分子量聚乙烯耐腐蚀的轨道超声波探深仪(多波速)的实测数据，实现对于桩基础的冲刷(极端事件)与光纤安全监测结果的实时耦合分析。
[0030]参照图1，一种基于实时监测和AI分析的海洋风电基础安全监测平台，通过在海上风机基础上安装轨道式的超声波探深仪对桩基周边的水深进行实时扫测，测深仪将得出地形数据；同时通过对光纤安全监测数据的实时对比，计算海底冲刷与对于风电基础的影响。通过边缘计算和AI深度学习，融合定期扫测的数据，进一步分析出极端事件(例如天文潮叠加风暴潮)对于冲刷和风机振动的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋风电基础安全监测平台，其特征在于，包括第一多波速测深仪(5)和集成系统，第一多波速测深仪(5)的输出端和集成系统连接，所述第一多波速测深仪(5)安装在第一导轨(8)上，所述第一导轨(8)安装在风机桩基础(1)外周面，所述多波速测深仪用于测量桩基周边的水深，并传递至集成系统；所述集成系统用于采集桩基周边的水深和风电安全监测数据，并根据桩基周边的水深和风电安全监测数据计算海底冲刷与对于风电基础的影响。2.根据权利要求1所述的一种海洋风电基础安全监测平台，其特征在于，所述风机桩基础(1)外周面安装有第二导轨(9)，所述第二导轨(9)上安装有第二多波速测深仪(6)。3.根据权利要求2所述的一种海洋风电基础安全监测平台，其特征在于，所述第一多波速测深仪(5)和第二多波速测深仪(6)的运动轨道为两个相对的半圆。4.根据权利要求2所述的一种海洋风电基础安全监测平台，其特征在于，所述第二导轨(9)和第一导轨(8)的安装高度不同。5.根据权利要求1所述的一种海...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建军，孔源，邱旭，魏楠，刘鑫，王正，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：