一、方案背景

海上風電場由于其不占用土地資源、基本不受地形地貌影響、海上風速高、單機容量大等優點，已成為我國風電開發的重要方向。目前，海上風電單樁基礎是普遍采用的基礎類型，具有結構簡單、施工便利、承載性能好等優勢。然而，由于海上風電場地理位置獨特，自然條件復雜，樁基礎的存在改變了原始流場，并在波流共同作用下形成了馬蹄渦和尾渦等渦流系統，會對樁基礎產生沖刷作用，導致基礎埋深減少、懸臂長度增大和持力層深度減少。這不僅會降低基礎的承載能力和結構的剛度，還可能導致基礎振動頻率降低，誘發結構共振并造成結構損傷，進而威脅風機的安全。為了保證海上風電場建筑物結構長期服役的安全性、完整性、適用性和耐久性，對海上風電工程結構安全的監測顯得尤為重要。因此，對海上風電工程結構進行安全監測和定期檢測，具有重要的意義。

二、方案概述

對海上風力發電機組基礎定期檢測，內容包括樁體的基礎沉降、基礎位移、結構應力應變、樁體傾斜、樁體振動、疲勞檢測，和基礎的沖刷檢測。

通過在海上風力發電機組的樁體上安裝光纖光柵靜力水準傳感器、光纖光柵位移傳感器、光纖光柵應變傳感器、光纖光柵傾角傳感器、光纖光柵振動傳感器等監測設備，監測數據上傳到嘉兆監測系統云平臺，一旦發現異常，可通過電子郵件和短信發送報警信號，從而實現對基礎樁體的基礎沉降、基礎位移、結構應力應變、樁體傾斜、樁體振動監測。

采用非破壞性檢測方式中的超聲波無損檢測對樁基進行疲勞檢測，評估其質量和穩定性,確保其能夠承受風機塔架和風機葉片的重量，并能夠在惡劣的海洋環境下保持穩定。檢測要求包括樁基的材料、尺寸、質量、施工質量等方面的要求。

本方案利用多波束測深系統為代表的聲吶設備對海上風電場水下結構沖刷狀況開展檢測，評估其水下結構的生命周期。多波束測深系統可以獲取目標區域高精度的水深數據及點位，生成反映海底地貌特征的三維立體圖像。獲取結果后，通過和上年度測量結果的量化比對，可以準確清晰的檢測到樁基水下地形的變化情況，根據變化量精確的計算出缺陷的危害程度。

三、監測方案示意圖

海上風電變形監測系統架構

四、方案功能特點

1）高精度、高分辨率、不受電磁干擾；

2）沖刷檢測可實現大掃寬覆蓋及渾水優化，測量效率高；

3）監測點管理：實現對樁體基礎監測點信息與監測網絡信息的展示、查詢與統計；

4）監測信息實時采集：通過對樁體的基礎沉降量、基礎位移量、結構應力變化量、樁體傾斜程度、樁體振動速率等實時在線監測，實時掌握海上風電樁基的結構變化；

5）云平臺數據查詢：設備便捷接入平臺，即時查看設備監測數據和運行狀態，輕松實現設備遠程監控管理；實現數據從采集、傳輸、處理、整編、存儲、分析、展現，到數據推送的一系列規范化數據服務；快速部署上線，彈性可擴展，實現通用化和定制化業務應用；

6）監測信息管理與分析：能按時間、按類型檢索監測站點監測值，并生成對應的曲線圖、折線圖，可與歷史同期數據進行比較；

7）監測點自動預警：可以自定義不同監測點的監測預警閥值，在監測設備監測值達到預警閥值后會自動向指定人員發送預警信息。及時采取措施，將安全隱患消除在萌芽狀態。

五、主要監測設備

1）光纖光柵靜力水準傳感器

2）光纖光柵位移傳感器

3）光纖光柵應變傳感器

4）光纖光柵傾角傳感器

5）光纖光柵振動傳感器

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