利用光纤传感技术加强风电站监测

12/11/2024，光纤在线讯，伴随着全球日渐向可再生能源转型，风力发电站正成为我们能源基础设施的重要组成部分。确保这些装置的可靠性和效率至关重要，而光纤传感技术在实现这一目标方面发挥着关键作用。

      光纤传感技术利用光纤的独有特性来检测光纤沿线的温度、应力和声波振动（声音）变化。通过将光纤电缆集成到风电站的基础设施中，运营商可以持续监测这些关键资产的结构健康和运行状况。

      那么，它有什么具体用途呢？

      
结构健康监测
      风力涡轮机通常暴露在恶劣的环境中，包括高温、寒冷、降雨、冰雹和强风，此外，对于海上风电站来说，还要遭受波浪和腐蚀性盐水。光纤传感技术可以通过分布式应力传感（DSS）和分布式声学传感（DAS）来检测应变和振动变化，为涡轮机的结构和运行健康提供有价值的数据。这些信息使操作员能够识别潜在的弱点，并在故障发生前采取积极措施来加固或维修涡轮机。

电缆完整性监测
      将风力涡轮机接入电网的电缆对于传输生产的电力至关重要。光纤传感技术可以监测这些电缆的完整性，检测地下电缆的埋深变化、架空电缆的应力和应变、机械损伤或热异常等问题。持续监测有助于防止电缆故障并确保可靠的电力传输。它还允许输电系统运营商（TSO）优化这些电缆的电力传输或者实现其电力传输最大化。

识别渔船和船锚的风险
      就海上风电站而言，这些电力电缆通常敷设在渔船和船只经常作业的繁忙海域。这些活动对电缆构成重大风险。光纤传感技术，在这种情况下最有可能是分布式声学传感（DAS）技术，可以检测渔具或船锚造成的干扰，提供逼近防撞报警和潜在损害早期报警。通过实时识别这些风险，运营商可以立即采取行动减轻影响，例如改变船只路线或加固电缆的易损部位。

预测性和主动性维护
      光纤传感技术通过提供风电站组件状况的连续数据进行预测性维护。这些数据使操作员能够预测何时何地需要进行维护，从而防止意外故障并减少停机时间。通过在问题升级之前加以解决，运营商可以节省与紧急维修和能源产量损失相关的大量成本。

安全和保护
      光纤传感技术领域一直在不断发展，并借助新的创新更上一层楼。最新的进展包括增强型分布式声学传感（DAS）系统，该系统在检测风电站基础设施及其周围环境的变化方面具有更高的灵敏度和准确性。这些系统可以区分各种类型的干扰，例如在电缆附近进行的机械或人工挖掘。它们还可以用于设置虚拟围栏，并为行人或靠近电缆的车辆提供逼近防撞报警，为避免意外损坏或第三方的故意干扰提供了一套全面的解决方案。

      光纤传感技术正在改变风电站的监测和维护方式。它能够提供风电站组件状况的实时、连续数据，在安全性、效率和成本效益方面具有显著优势。通过采用光纤传感技术，运营商可以确保其风电场和投资项目的完整性和寿命期。

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关于作者：

      
作者：Douglas Clague
VIAVI光纤现场解决方案解决方案营销经理

      Douglas Clague在测试、测量方面拥有20多年的经验，主要侧重于通过光纤和电缆技术，为电信行业提供支持。在加入VIAVI之前，Doug曾担任制造工程师、解决方案工程师和业务开发经理。Doug加入了许多光纤和电缆技术趋势相关的行业专家组。他就读于伦敦布鲁内尔大学，获得了电气和电子工程荣誉学位。