王潇：各位领导，大家上午好！

　　很高兴能够和大家分享低频振动测试方面的新方法。

　　我主要从5个方面进行介绍，首先是研究的背景和意义，然后是精确观测方法和仿真研究，以及现场校验，最后给出一些结论。

　　首先看背景和意义。

　　我们知道在风机正常运行的时候，风轮和塔架会引起低频振动，低频振动直接反应的是机舱位移的变化。

　　我们需要如何精确测量低频振动的位移，如何实现长期的在线监测。从发展趋势来看，叶轮直径会越来越大，塔架也越建越高，相同的加速环境下，机舱的变形也更大，并且机舱内部大部件的运行环境也更加恶劣。

　　在海上，风机的特点是容量大，风轮的直径比较大，低频振动更容易发生，造成的危害也更大。海上的风况比较复杂，并且基础结构是多种多样的，海浪对它的冲击也会有不同的程度。前面的专家也说了，海上的维护是比较困难的，所以这两个问题，我们需要思考。

　　我们对已有的低频振动方法和手段进行了调研，传统的有3种：一是加速传感器，二是倾角传感器，三是激光测试仪。

　　他们都有自己的问题，比如说加速传感器，它传统对低频不是很敏感，在积分计算位移的时候，一般有两种方法，时域积分和频域积分，我们拿了一个单位正弦的加速信号，对它的精度做了一个验证，我们发现这个时域积分随着频率的升高，它的浮值出现会越来越差，而频域积分在整个频段的效果还是可以的，但是在低频段的误差非常大。

　　而对于倾角传感器，需要一个理论模型去计算它的倾角和位移的转换关系，并且在表里面，不同的风速，转换系数也不一样，所以在后续的数据处理中还是比较烦琐的。

　　对于激光，它可以实现非接触的测量，但是成本比较高，不太适合长期的监测。

　　本研究计划有一个全球导航的精确定位的技术，我们下面简称为GNSS—RTK技术，有以下几个特性：

　　1.它测量的是三维空间坐标，我们可以直接绘制出塔顶位移的空间罗盘图，而传统的倾角传感器需要在安装的时候，就要测定它的空间方位，并且与我们的倾角计算坐标系进行统一，最后才能绘制出罗盘图，它中间的计算比较烦琐，而且容易出来误差。

　　2.全天后、高精度、长期保证对时准确，精度上，在静态的时候可以达到毫米级，动态的时候也能够达到厘米级，我们知道最后测量的数据都需要跟风速进行对应，所以准确的对时可以保证处理数据的效率以及防止数据的丢失。

　　3.无须标定，长期监测无加速度计的温漂和零漂。

　　4.多台机组监测可共用一个基站，预算还是比较客观。

　　基于这些特性，我们选择了一条技术路线，通过GNSS—RTK技术获取机舱顶部的移动空间坐标点，编写一套坐标到位移的算法，实现了振动位移的监测，我们认为有几点意义：

　　1.实现了GNSS—RTK技术在风电里面的应用。

　　2.可以长期在线监测位移的变化。

　　3.同时可以为地面低频试验台作为输入，从而为低频传感器的校验提供标准。

　　下面我们看低频振动的精确观测的方法。

　　首先建立了一个风机正常运行的模型，风机在叶轮和塔架振动的时候有一个前后的振动，它在偏航系统的作用下，风速发生变化的时候会做旋转的运动，所以我们这里的方法分三步开展，一是基准的设定，二是相对位移的计算公式，三是位移方向判定。

　　对于上面的观测方法，我们进行了一些仿真研究。

　　右边的图，定义了塔筒中心点的坐标是实时，并且机舱顶部是120米，机舱顶部的安装位置距离中心点的距离是2.5米，这里仿真了一个特殊的工况，就是机舱绕着中心点做匀速的偏航旋转，机舱前后还做了典型的振动，这个位移最大是0.4米，摆振的频率是0.2赫兹，机舱顶部的移动站天线的运行轨迹就是左边的图，由于它前后的摆振，所以高度会发生变化，所以我们用云图来表示高度的变化。

　　基于上面的仿真结果，我们推算了方法计算位移，比如这条黑色的实线所示，用红色的虚线做位移，这两条线基本上吻合。

　　所以从仿真上验证了这个方法的可行性。

　　（PPT图示）这是现场的一些部分情况，在地面平台选择了一个空旷的地方，搭建了一个基准站，由于现场的信号问题，使用的是电台的模式。上面通过设计好的固定支架安装了添加，并且加入了传感器。

　　实施的过程中有几个难点，一是塔筒中心点测定；二是GNSS移动站天线的机舱顶部安装；三是现场基站和移动站的通讯方式；四是数据有效性选择。

　　下面我们进行了一个误差分析。

　　我们讲这个方法计算的位移，以及加速传感器积分的位移，以及这套倾角传感器的数据理论结构进行了误差分析，我们选择了10个点进行误差。

　　我们计算这个方法的误差2.9左右，而倾角传感器在11.6，综合来说，我们的方法精度最高。

　　我们对不同的机型也做了测试，在测试结果中，结果比较稳定，没有明显的噪声毛刺出现，并且后面的两个机型叶轮的直径和塔架都会稍微大一些，所以位移浮值符合我们的情况。

　　基于上面的研究，我们得到以下几点结论：

　　1.构建风电机组空间机舱空间运行模型，实现了基于GNSS—RTK技术的低频振动位移计算方法。

　　2.通过仿真研究验证，本方面是可行的。

　　3.现场测试中，发现实测的结果和理论结果吻合。

　　4.不同机型本方法测试结果稳定，长期监测结果可靠。

　　总体而言，GNSS—RTK这个技术在低频振动中应用的真正性和准确度，我们这个方法的精度是比较高的，可靠性比较好，适用于长期的在线监测，对于海上风机的特点，我们这套方法也是比较适用的。

　　以上就是我的汇报，谢谢大家！   （内容来自现场速记，未经本人审核）