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風力發電機組葉片示廓系統技術應用案例隨着風電產業的高速發展，風力發電機組高度越來越高，國際民航組織ICAO在2018年發布了第八版ICAC附件14 《機場》，標準中明確提出地面上建構築物超過150米時需要安裝航空障礙燈；2017年照明工作組，針對風力發電機組安裝航空障礙標識與航空障礙燈提出了標準編制計劃，中國作為IEC成員國派出了專家參與該項標準的編制工作。

一、背景

1.1技術應用所屬行業特點、機遇與挑戰

按照IEC及ICAO相關標準的要求，位於地面（海面）的建構築物以頂點計算時其高度超過150米都需要在頂點安裝航空障礙燈，但由於風力發電機組特殊結構的原因，目前，風力發電機組的航空障礙燈均安裝於機艙部分，近年來，風力發電機組的整體高度不斷增加，葉片長度已經超過120米，因此在機艙上安裝的航空障礙燈已經無法真實的反饋風力發電機組的有效高度。

1.2技術應用所解決的行業難點、熱點問題，必要性及重要意義

在風力發電機組葉片上安裝示高裝置，從技術角度出發是具有可行性的。隨着葉片製造工藝和水平的不斷發展，在葉片上安裝照明燈具，採用有源或無源的技術方案均可實現。本方案就是通過在葉片葉根部分安裝光源，通過光纖將光傳導到葉尖的分光器內實現光源的傳輸。該方案的優勢在於通過光纖的傳導方案有效的避免了葉片上採用有源方案安裝電線，LED或其他光源可能會因為雷擊導致損壞的問題。

二、應用案例

2.1項目概述

應用項目地點、資源及負荷等主要應用場景，以及項目規模：在上述背景下，通過技術手段在葉片尖端安裝具有一定光強的照明裝置理論上是可以實現的，因此在2019年項目研發團隊開始進行產品研發；2020年在中廣核陽江海上風電場全球首颱風力發電機組葉片示廓系統安裝在MYSE 5.5(葉片長度76m)海上型風力發電機組上；同年在處於航線上的雲南華能五子坡風電場（南車1.5MW葉片長度40.25m）、雲南能投大海草山風電場（海裝HZ2.0MW 45m）各改造了兩颱風力發電機組；至此，全球共有5台安裝有葉片示廓系統的風力發電機組正在運行。

公司生產能力：葉片示廓器目前年生產能力500套。

關鍵實施步驟：風力發電機組葉片示廓系統區別於航空障礙燈，核心差異在於前者不是光源直接發光、而是通過光纖傳導再通過發射物反射光線，因此與傳統的航空障礙燈有着本質的區別。

主要功能與創新點：風力發電機組葉片示廓系統的主要功能是用於顯示風力發電機組葉尖高度和輪廓的發光裝置。光源機主機安裝在風力發電機組輪轂內，通過輪轂的通訊系統與主機主控實現通訊，跟蹤葉片選裝狀態，並根據設定指令，顯示葉片的運行軌跡，如：示高、示寬、環形頻等功能。

本項目的創新點在於開創性的解決了風力發電機組葉片示廓的潛在技術需求問題，並且通過對產品的技術發明，實現了在風力發電機組葉片上安裝並運行的功能。

本項目產品採用將高功率光源主機安裝在輪轂內，通過電氣結構設計和輪轂的屏蔽性提高電氣系統的耐雷性能和電磁兼容性。最大程度的降低產品在運維階段的成本支出達到免維護的目的。同時，考慮到葉片在運行狀態下存在結構變形的問題，採用了具有耐張性能的高強度塑料光纖，通過高強度Spectra纖維包被，有效防止光纖的拉傷。

本產品是填補國內外市場空白的全新產品，在國內外沒有同類產品。

主要實施單位：風力發電場。

2.2主要效益

按照目前直升機進入風場的安全飛行小時數計算，風電場內日常生產力從目前的7小時可以增加到9小時，惡劣天氣導致的停機時間可以壓縮25%，即節約5小時。全年壓縮1825小時，尤其在廣東省內平均到達時限在2-3小時的船程項目中，經濟性顯著；反觀，1次安全生產事故的背後都是由99種安全隱患導致的，如果風電場無法提供有效的安全預防措施，則1次直升機飛行安全事故造成的直升機直接經濟損失則超過5000萬人民幣，考慮風力發電機組直接經濟損失及停發和人員損失的前提下，一次飛行安全事故的綜合損失將超過1億元人民幣。隨着全球海上風電發展的步伐，海上風電場直升機運維在不久將成為效率最高、安全性最高的運維交通解決方案，風電場內的飛行安全標識系統的完備將提高直升機在風電場內飛行的安全係數，因此，風力發電機組葉片示廓器具有巨大的市場潛力。

三、技術要點

3.1關鍵技術描述

風力發電機組葉片示廓系統是用於顯示風力發電機組葉尖高度和輪廓的發光裝置，該系統由：光源主機、光纖、分光器三部分組成。工作原理為光源主機按照標準要求的頻率、顏色、光強發出脈衝光信號，通過光纖傳導至葉片尖端，並在分光器上向葉片兩個方向發出固定頻率的光信號。