CN117516777B - 基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法和系统，方法包括：在待监测区域内安装锚索计，将锚索计与锚索一一对应，将对应后的锚索计和锚索进行编号，将锚索计信息和对应编号上传至监测系统；通过锚索计采集张拉力数据，并通过传感器采集环境数据，并将采集的数据上传至监测系统，设置控制阈值并通过监测系统对张拉力进行监控获得监控结果；将监控结果与设定阈值进行比较，根据比较结果进行报警和/或预警，实现此方法的系统包括锚索计设置模块、监控模块和预警模块，通过此方法和系统，提高工作效率的同时确保监测的及时性和准确性；从而改善风力发电混塔的运行效果和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法和系统。
背景技术
风力发电是近年来广泛应用的清洁能源技术之一。为了确保风力发电设备能够稳定运行，风力发电机组需要安装在高塔上以获取足够的风能。这些高塔通常使用混合结构，其中一种常见结构是混塔锚杆结构。混塔锚杆结构是一种由混凝土塔身和钢筋混凝土锚杆组成的复合结构。这种结构可以提供足够的强度和刚度来支持风力发电机组，并将风力传递到地基上。然而，由于长期受到外界环境条件的影响，锚杆的张拉力可能会发生变化，导致结构的稳定性和安全性问题。
目前，对于混塔锚杆结构的张拉力监测主要依赖人工巡检和传统的应变测量方法，这些方法存在着监测周期长、监测精度低、监测成本高等问题。因此，需要一种高效、精确、低成本的监测系统和方法来监测混塔锚杆的张拉力状况。
发明内容
本发明提供了基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法和系统，用以提高工作效率的同时确保监测的及时性和准确性；从而改善风力发电混塔的运行效果和可靠性。
本发明提出的基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，所述方法包括：
S1、在待监测区域内安装锚索计，将锚索计与锚索一一对应，将对应后的锚索计和锚索进行编号，将锚索计信息和对应编号上传至监测系统；
S2、通过设置同样的采样频率采集张拉力和环境数据，根据环境数据对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力；设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值；通过监测系统对修正后的张拉力进行监控获得监控结果；
S3、将监控结果与设定阈值进行比较，根据比较结果进行报警和/或预警。
进一步的，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，所述S1包括：
根据项目要求和设计规范，在待监测锚杆安装锚索；
将锚索计与锚索一一对应并进行编号；将锚索计和锚索的编号进行配对并确保编号的准确性；
将安装完成并编号的锚索计信息上传至监测系统；
根据锚索计的型号和特性，配置相关参数；
对锚索计进行初始校准。
进一步的，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，所述S2包括：
用同样的采样频率采集张拉力和环境数据并上传至监测系统；所述环境数据包括环境温度和风速；
将锚索计数据和环境数据按照时间序列进行对齐，即将同一时间点的锚索计数据和环境数据配对；
通过神经网络，建立锚杆张拉力与环境参数的关系模型，根据环境关系模型获得环境系数；
根据环境系数对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力；
将修正后的张拉力加入监控列表；
针对每根锚杆，建立修正后的张拉力的控制图；设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值；
将同一风力发电混塔相邻两根锚杆的修正后的张拉力差值加入控制列表。
进一步的，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，所述针对每根锚杆，建立修正后的张拉力的控制图，设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值，包括：
获取相同地区类似锚杆工程中历史正常运行时修正后张拉力数据；
将数据根据季节划分第一分组；
将第一分组的数据根据环境参数划分第二分组；
计算第二分组修正后张拉力的平均值ca、最大值cmax、最小值cmin、标准差σ；
计算第二分组修正后张拉力的控制线和变化阈值；
控制线为：
变化阈值为：
其中，Cy为设计期张拉力值；Ci第i次采样修正后的张力值，Ci-1为同一锚索计第i-1次采样修正后的张力值；CL为标定的变化阈值；
根据实时获取的环境参数和时间，选择对应的第二分组进行监控。
进一步的，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，所述S3包括：
通过接入气象系统获取天气预测信息；所述天气预测信息包括温度和风速；
通过天气预测信息、锚杆张拉力测试数据以及锚杆张拉力与环境参数的关系模型进行报警和/或预警；
根据报警和/或预警信息，发送提醒给用户终端进行改善，并记录终端改善措施，所述改善措施包括检查、维护和调整措施；
获取终端定期设备检查记录，并根据检查记录对监控系统进行优化。
本发明提出基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，所述系统包括：
锚索计设置模块：在待监测区域内安装锚索计，将锚索计与锚索一一对应，将对应后的锚索计和锚索进行编号，将锚索计信息和对应编号上传至监测系统；
监控模块：通过设置同样的采样频率采集张拉力和环境数据，根据环境数据对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力；设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值；通过监测系统对修正后的张拉力进行监控获得监控结果；
预警模块：将监控结果与设定阈值进行比较，根据比较结果进行报警和/或预警。
进一步的，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，所述锚索计设置模块包括：
锚索安装模块：根据项目要求和设计规范，在待监测锚杆安装锚索；
编号设置模块：将锚索计与锚索一一对应并进行编号；
信息上传模块：将安装完成并编号的锚索计信息上传至监测系统；
参数配置模块：根据锚索计的型号和特性，配置相关参数；
初始校准模块：对锚索计进行初始校准。
进一步的，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，所述监控模块包括：
采样设置模块：用同样的采样频率采集张拉力和环境数据并上传至监测系统；所述环境数据包括环境温度和风速；
数据对齐模块：将锚索计数据和环境数据按照时间序列进行对齐，即将同一时间点的锚索计数据和环境数据配对；
模型建立模块：通过神经网络，建立锚杆张拉力与环境参数的关系模型，根据环境关系模型获得环境系数；
修正模块：根据环境系数对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力；将修正后的张拉力加入监控列表；
控制图建立模块：针对每根锚杆，建立修正后的张拉力的控制图；设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值；
相邻锚杆张拉力差值监控模块：将同一风力发电混塔相邻两根锚杆的修正后的张拉力差值加入控制列表。
进一步的，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，所述控制图建立模块包括：
历史数据获取模块：获取相同地区类似锚杆工程中历史正常运行时修正后张拉力数据；
第一分组模块：将数据根据季节划分第一分组；
第二分组模块：将第一分组的数据根据环境参数划分第二分组；
第二分组计算模块：计算第二分组修正后张拉力的平均值ca、最大值cmax、最小值cmin、标准差σ；
控制线和变化阈值设置模块：计算第二分组修正后张拉力的控制线和变化阈值；
控制线为：
变化阈值为：
其中，Cy为设计期张拉力值；Ci第i次采样修正后的张力值，Ci-1为同一锚索计第i-1次采样修正后的张力值；CL为标定的变化阈值；
实时监测模块：根据实时获取的环境参数和时间，选择对应的第二分组进行监控。
进一步的，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，所述预警模块包括：
气象系统接入模块：通过接入气象系统获取天气预测信息；所述天气预测信息包括温度和风速；
预测报警模块：通过天气预测信息、锚杆张拉力测试数据以及锚杆张拉力与环境参数的关系模型进行报警和/或预警；
提醒模块：根据报警和/或预警信息，发送提醒给用户终端进行改善，并记录终端改善措施，所述改善措施包括检查、维护和调整措施；
优化模块：获取终端定期设备检查记录，并根据检查记录对监控系统进行优化。
本发明有益效果：通过本发明所述的基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法和系统，通过采集并上传张拉力和环境数据，实时监测混塔锚杆的状态。环境数据包括环境温度和风速，这些因素对张拉力产生影响。通过对环境数据和张拉力进行对齐和关联分析，可以建立锚杆张拉力与环境参数的关系模型，进一步提高对张拉力的准确性。根据环境关系模型获得环境系数，并对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力。修正后的张拉力更加精确地反映了实际的状态，可以帮助及时发现可能存在的问题，并采取相应的措施进行修复，从而提高混塔的稳定性和安全性。修正后的张拉力被纳入监控列表，并针对每根锚杆建立修正后张拉力的控制图。通过设置控制线和变化阈值，可以实时监测张拉力的变化情况，一旦超出设定的范围，就可以及时采取措施进行调整和修复，确保混塔的正常运行。将相邻两根锚杆的修正后张拉力差值加入控制列表，并根据历史统计数据设置差值控制标准。通过对差值进行统计分析，以历史统计数据的均值加两倍标准差作为控制标准，可以检测到锚杆间的不对称情况或异常情况，进一步提高对混塔结构的监测和控制能力。根据前一次采集的风速和环境温度，利用给定的公式计算出当前采样的张拉力计算频率。根据公式中的不同情况进行计算，可以根据环境条件的变化动态调整采样频率，使得在高风速或异常温度下，以及张拉力变化剧烈时实现更频繁的采样，提高对混塔锚杆张拉力状态的准确监测。
综上所述，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法可以提高安全性、优化维护、提供决策支持、实现自动化监测和保障及时报警与预警，从而显著改善风力发电混塔的运行效果和可靠性。
附图说明
图1为本发明所述基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本实施例基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，所述方法包括：
S1、在待监测区域内安装锚索计，将锚索计与锚索一一对应，将对应后的锚索计和锚索进行编号，将锚索计信息和对应编号上传至监测系统；
S2、通过设置同样的采样频率采集张拉力和环境数据，根据环境数据对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力；设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值；通过监测系统对修正后的张拉力进行监控获得监控结果；
S3、将监控结果与设定阈值进行比较，根据比较结果进行报警和/或预警。
上述技术方案的工作原理为：在待监测区域内安装锚索计，锚索计与锚索一一对应，并进行编号。锚索计是一种专门用于测量张拉力的传感器设备。通过锚索计采集张拉力数据，并通过环境传感器采集环境数据，例如环境温度和风速等。采集到的数据包括张拉力和环境信息。将采集到的锚索计信息和编号上传至监测系统。同时，将采集到的张拉力数据和环境数据上传至监测系统，确保数据的实时传输和存储。在监测系统中，设定控制阈值以确定正常工作范围和异常情况。监测系统会对张拉力数据进行监控和分析，与设定的阈值进行比较。监测系统将监测结果与设定阈值进行比较。如果张拉力超过或低于设定的阈值，系统将触发相应的报警和/或预警机制。报警和预警可以通过声音、图形显示、短信通知等方式进行提醒。
上述技术方案的效果为：通过对风力发电混塔锚杆张拉力的监测，能够及时发现潜在的安全隐患；一旦张拉力超过或低于设定的阈值，系统将及时报警和预警，可以采取相应的措施避免发生事故，提高整体的安全性。监测系统能够持续地监控张拉力的变化趋势，并与设定的阈值进行比较。通过分析监测结果，可以提前识别潜在的故障情况，及时进行维护和修复，避免因未检修而导致的设备损坏或停机时间增加，从而优化维护计划和降低运营成本。监测系统收集的数据包括张拉力和环境信息，这些数据可以被进一步分析，用于评估风力发电混塔的结构性能和工作状态。基于这些数据的分析结果，可以提供决策支持，优化风力发电混塔的设计和运行策略，提高发电效率和可靠性。该方法利用监测系统进行自动化的实时监测，并将数据传输到远程监控中心。这样就能够实现对多个风力发电混塔的集中监视，减少人工巡检和监测的工作量，提高工作效率，同时确保监测的及时性和准确性。监测系统能够根据设定的阈值，检测到异常情况并触发报警和预警机制。通过及时的报警和预警信息，可以快速响应并采取相应的措施，降低事故风险，保护风力发电混塔及其周边环境的安全。
综上所述，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法可以提高安全性、优化维护、提供决策支持、实现自动化监测和保障及时报警与预警，从而显著改善风力发电混塔的运行效果和可靠性。
本实施例基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，所述S1包括：
根据项目要求和设计规范，在待监测锚杆安装锚索；所述锚索计包括三个压力计，用于分别测量锚杆的轴向力、横向力和纵向力；锚杆张拉力为,x1、x2、x3分别为轴向力、横向力和纵向力；
将锚索计与锚索一一对应并进行编号；将锚索计和锚索的编号进行配对并确保编号的准确性；
将安装完成并编号的锚索计信息上传至监测系统；
根据锚索计的型号和特性，配置相关参数；相关参数包括测量范围、测量单位、初始采样频率，以确保监测系统能够正确接收和处理来自锚索计的数据。
对锚索计进行初始校准；
其中，选择锚杆安装锚索计；选在重要的锚杆安装锚索计；其中，重要锚杆的选择依据如下：
载荷分布：分析风力发电混塔的结构和负荷特性，确定在风荷载和重力载荷作用下承受较大力的锚索。通常，越接近塔顶部的锚索受到的力较大，因此可能被认为是重要的锚索；
工程经验：参考类似项目的经验数据和专业工程技术人员的意见，评估哪些锚索在结构稳定性和安全性方面具有重要性；
设计要求：根据设计规范和要求，确定哪些锚索对于保证风力发电混塔的稳定和安全至关重要；
测量范围：根据项目中锚索的预期张力变化范围，选择具有适当测量范围的锚索计。例如，如果锚索的预期张力范围是100kN至500kN，那么应选择一个锚索计型号，其测量范围能够涵盖这个范围；
锚索计的选择考虑以下内容：
精度要求：根据项目的精度要求，选择合适的锚索计型号。锚索计的精度通常以百分比或最大误差表示。例如，如果项目对锚索计测量结果的精度要求为±1％，则需要选择具有相应精度要求的型号；
抗干扰性：考虑项目场景中可能存在的干扰影响，如温度变化、振动等，选择具有较好抗干扰性能的锚索计型号。例如，一些型号的锚索计可能具有抗温漂和抗振动的特性；
可靠性和耐久性：选择具有良好可靠性和耐久性的锚索计型号，以确保长期稳定的测量性能。可参考相关的产品规格和制造商的声誉来评估锚索计的可靠性和耐久性；例如：一种常见的锚索计型号是ET-SX型锚索计。它适用于大范围内的锚索张力监测，测量范围通常可达到几百千牛顿。它具有高精度(如±0.2％)，能够满足对测量精度要求较高的项目；此外，它还具有较好的抗干扰性能和长期稳定的可靠性，适用于户外环境和恶劣条件下的使用。
上述技术方案的工作原理为：根据项目要求和设计规范，在待监测锚杆上安装锚索。锚索是由三个压力计组成的传感器，分别测量锚杆的轴向力、横向力和纵向力。通过将锚索计测量得到的轴向力、横向力和纵向力进行平方和开平方运算，得到锚杆的张拉力C。将每个锚索计与对应的锚索一一对应，并进行编号。确保锚索计和锚索的编号准确无误，并记录在监测系统中。安装完成并编号的锚索计信息被上传至监测系统。这样可以建立锚索计与风力发电混塔之间的关联，并使得监测系统能够接收和处理来自锚索计的数据。根据锚索计的型号和特性，配置相关参数。包括测量范围、测量单位和初始采样频率等。这些参数的配置能够确保监测系统正确接收、处理和分析锚索计所传输的数据。对锚索计进行初始校准。通过与已知力值进行比较和调整，确保锚索计的准确度和可靠性。
上述技术方案的效果为：通过监测锚杆张拉力，可以及时发现异常情况，采取相应措施，以确保风力发电混塔的运行安全。准确监测锚杆张拉力可以帮助检测锚固系统是否存在缺陷或损伤，提高风力发电混塔的稳定性。通过将锚索计信息上传至监测系统，可以实现远程监测，减少人工巡检时间，提高工作效率。监测系统能够接收和处理来自锚索计的数据，提供实时数据支持，便于维护和管理风力发电混塔。配置相关参数和对锚索计进行初始校准可以减少人为误差，提高监测精度和可靠性。综上所述，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法在提高安全性、稳定性、工作效率和监测精度等方面具有良好的效果和好处。
本实施例基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，所述S2包括：
用同样的采样频率采集张拉力和环境数据并上传至监测系统；所述环境数据包括环境温度和风速；
其中采样频率为：
当wi-1≤Wmax，并且Ti-1∈(Tmin,Tmax)时，
当wi-1>Wmax,Ti-1∈(Tmin,Tmax)时，
当wi-1≤Wmax，Ti-1<Tmin或者Ti-1>Tmin时，
当wi-1>Wmax，并且Ti-1<Tmin或者Ti-1>Tmin时，
其中，wi-1为前一次采样的风速；Ti-1为前一次采样的环境温度；Li-1为前一次采集的张拉力；ci-2为前前一次采集的张拉力；cby为张拉力变化阈值，单位为百分比；F0为预设基准频率；预设风速最大阈值Wmax，预设温度范围(Tmin，Tmax)；预设风速最大值和预设温度范围按照工程要求进行设定和调整，例如：温度范围为10到20摄氏度，风速15m/s；
将锚索计数据和环境数据按照时间序列进行对齐，即将同一时间点的锚索计数据和环境数据配对；
通过神经网络，建立锚杆张拉力与环境参数的关系模型，根据环境关系模型获得环境系数；
根据环境系数对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力；
将修正后的张拉力加入监控列表；
针对每根锚杆，建立修正后的张拉力的控制图；设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值；
将同一风力发电混塔相邻两根锚杆的修正后的张拉力差值加入控制列表；根据历史统计数据，设置差值控制标准；历史统计数据的均值加两倍标准差作为控制标准。
上述技术方案的工作原理为：使用相同的采样频率，同时采集锚杆张拉力和环境数据，并将其上传至监测系统。环境数据包括环境温度和风速。根据采样频率和各种条件，计算张拉力的数值。具体计算公式根据不同的情况而定，分别考虑风速、温度和张拉力的影响。将锚索计数据和环境数据按照时间序列进行对齐，确保同一时间点的锚索计数据和环境数据配对。通过神经网络或其他方法，建立锚杆张拉力与环境参数之间的关系模型，从而获得环境系数。根据环境系数对张拉力参数进行修正，得到修正后的张拉力值。将修正后的张拉力值添加到监控列表中。针对每根锚杆，建立修正后的张拉力的控制图，设置控制线和变化阈值，以便监测和控制张拉力的变化情况。将相邻两根锚杆修正后的张拉力差值加入控制列表，并根据历史统计数据设置差值控制标准。一种常用的方法是使用历史统计数据的均值加上两倍标准差作为控制标准。
上述技术方案的效果为：通过采集并上传张拉力和环境数据，实时监测混塔锚杆的状态。环境数据包括环境温度和风速，这些因素对张拉力产生影响。通过对环境数据和张拉力进行对齐和关联分析，可以建立锚杆张拉力与环境参数的关系模型，进一步提高对张拉力的准确性。根据环境关系模型获得环境系数，并对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力。修正后的张拉力更加精确地反映了实际的状态，可以帮助及时发现可能存在的问题，并采取相应的措施进行修复，从而提高混塔的稳定性和安全性。修正后的张拉力被纳入监控列表，并针对每根锚杆建立修正后张拉力的控制图。通过设置控制线和变化阈值，可以实时监测张拉力的变化情况，一旦超出设定的范围，就可以及时采取措施进行调整和修复，确保混塔的正常运行。将相邻两根锚杆的修正后张拉力差值加入控制列表，并根据历史统计数据设置差值控制标准。通过对差值进行统计分析，以历史统计数据的均值加两倍标准差作为控制标准，可以检测到锚杆间的不对称情况或异常情况，进一步提高对混塔结构的监测和控制能力。根据前一次采集的风速和环境温度，利用给定的公式计算出当前采样的张拉力计算频率。根据公式中的不同情况进行计算，可以根据环境条件的变化动态调整采样频率，使得在高风速或异常温度下，以及张拉力变化剧烈时实现更频繁的采样，提高对混塔锚杆张拉力状态的准确监测。公式中考虑了环境温度和风速对张拉力的影响。通过将环境因素纳入计算公式中，可以在数据上传至监测系统时，同时上传与张拉力相关的环境参数，使得监测系统能够综合分析环境变化对张拉力的影响，并提供更全面、准确的状态监测结果。公式中的张拉力变化阈值作为重要的控制参数，通过限制张拉力的变化范围，可以检测到可能存在的异常情况。当张拉力的变化超过设定的阈值时，采样频率将根据公式进行调整，以更频繁地监测张拉力状态，及早发现潜在问题，提升安全性和稳定性。公式的应用可以动态调整采样频率，考虑环境因素对张拉力的影响，并通过张拉力变化阈值控制实现对张拉力状态的精确监测，有效提高风力发电混塔锚杆张拉力监测的准确性和可靠性。
综上所述，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法可以提高监测准确性，精细化调整张拉力，强化监控和控制，同时通过差值控制标准检测锚杆间的不对称情况或异常情况，有效提升风力发电混塔的稳定性、安全性和可靠性。
本实施例基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，所述针对每根锚杆，建立修正后的张拉力的控制图，设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值，包括：
获取相同地区类似锚杆工程中历史正常运行时修正后张拉力数据；
将数据根据季节划分第一分组；季节包括春季、夏季、秋季和冬季；
将第一分组的数据根据环境参数划分第二分组；将温度分为低温(0℃-10℃)、中温(10℃-20℃)和高温(20℃以上)，将风速划分为低风速、中风速和高风速；具体的划分标准可以根据工程或相关规范来确定；例如，可以将低风速定义为小于10m/s，中风速定义为介于10m/s和20m/s之间，高风速定义为大于20m/s；
计算第二分组修正后张拉力的平均值ca、最大值cmax、最小值cmin、标准差σ；
计算第二分组修正后张拉力的控制线和变化阈值；
控制线为：
变化阈值为：
其中，Cy为设计期张拉力值；Ci第i次采样修正后的张力值，Ci-1为同一锚索计第i-1次采样修正后的张力值；CL为标定的变化阈值；n为历史数据中同一锚索计采样次数；
根据实时获取的环境参数和时间，选择对应的第二分组进行监控。
上述技术方案的工作原理为：获取历史正常运行时的修正后张拉力数据：通过在相同地区的类似锚杆工程中获取历史正常运行时的修正后张拉力数据，作为参考数据用于建立控制图。将数据根据季节进行第一次分组划分，包括春季、夏季、秋季和冬季。然后，根据环境参数(温度和风速)对第一分组进行第二次分组划分。根据具体工程或规范确定划分标准，例如将温度划分为低温(0℃-10℃)、中温(10℃-20℃)和高温(20℃以上)，将风速划分为低风速、中风速和高风速。针对每个季节和环境参数分组，计算修正后张拉力的平均值、最大值、最小值和标准差σ。根据上述统计指标，计算控制线和变化阈值。控制线K由修正后张拉力的平均值、最大值、最小值和标准差σ确定。变化阈值由设计期张拉力值、标定的变化阈值CL以及修正后张拉力数据的变化情况计算得出；设计期张拉力值是指在进行锚杆设计时，为了满足结构的强度和稳定性要求，在锚杆预应力作用下所施加的预定张拉力值；根据实时获取的环境参数和时间，选择对应的第二分组进行监控。将实时获取的修正后张拉力值与控制线进行比较，并判断是否超过变化阈值，以确定锚杆张拉力状态是否正常。如果超过阈值，则可能存在异常情况，需要采取相应的措施进行监测和调整。通过建立修正后张拉力的控制图，并结合环境参数的影响，可以实时监测混塔锚杆的张拉力状态，及时发现异常情况，保证风力发电系统的安全稳定运行。
上述技术方案的效果为：该方法通过实时监测锚杆的修正后张拉力，可以及时发现锚杆张拉力异常情况，包括过低或过高的张拉力，以提前采取相应的措施，确保风力发电混塔的安全性。通过监测锚杆的修正后张拉力，可以及时发现锚杆存在问题，减少故障的发生，从而避免因锚杆故障导致的设备损坏和停机维修所带来的经济损失。修正后张拉力的控制图可以有效地反映锚杆在不同季节和环境参数下的变化趋势，通过合理地设置控制线和变化阈值，可以对锚杆张拉力进行实时监测和控制，以确保锚杆张拉力在合理范围内波动，从而提高风力发电系统的稳定性。通过对历史正常运行时的修正后张拉力数据进行分析和比对，可以了解锚杆在不同季节和环境参数下的典型变化规律，从而指导维护人员合理安排锚杆的检查和维护计划，优化维护策略，提高维护效率。通过获取相同地区类似锚杆工程中历史正常运行时的修正后张拉力数据，可以建立一个可靠的数据参考基准，用于后续监测和分析。通过计算修正后张拉力的平均值、最大值、最小值和标准差，可以对张拉力的分布情况进行统计和分析。这样可以了解张拉力的整体水平、波动范围以及异常情况，为后续的控制线和变化阈值的设定提供依据。通过控制线和变化阈值的设定，可以有效控制张拉力的变化范围。控制线的设置考虑了修正后张拉力与历史数据的差异性，控制线结合了修正后张拉力的平均值、最大值、最小值和标准差等统计指标，通过考虑数据的整体水平、范围和分布，能够更准确地评估数据的正常性和异常情况。考虑了修正后张拉力的最大值和最小值之差，以及标准差。这个项的引入使得控制线能够根据数据的变动范围进行调整，更灵活地适应不同情况下的监测和判别需求；使其更加符合实际情况。变化阈值的设定可以提前发现超过设定阈值的异常情况，及时采取措施进行处理。变化阈值CL提供了一个具体的阈值，将修正后张拉力分为正常和异常状态；运维人员可以根据变化阈值进行判断和决策，以确定是否需要采取进一步的维护和处理措施；变化阈值可以根据设计期张拉力值和修正后张拉力的统计指标进行计算，而不仅仅考虑一个恒定值。这个特性使得变化阈值在适应不同情况下的数据时更加灵活。通过采用统计学分析方法，变化阈值公式可以快速识别修正后张拉力的变化是否偏离正常状态。运维人员可以根据变化阈值的计算结果快速确认锚索的状态，及时采取必要的措施，避免问题扩大化。变化阈值的计算中包括了标准差e的计算，这个值反映了数据的离散程度，也决定了变化阈值对数据变化的灵敏度。可以通过调整该值来改变变化阈值对异常情况的敏感度，使得运维人员能够更好地满足监测和预警的需求。变化阈值公式结合了锚索修正后张拉力的统计指标，可以快速准确地判断锚索状态的异常情况，提供了一种可操作的阈值，为风力发电机锚塔的安全运行提供保障。
本实施例基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，所述S3包括：
通过接入气象系统获取天气预测信息；所述天气预测信息包括温度和风速；
通过天气预测信息、锚杆张拉力测试数据以及锚杆张拉力与环境参数的关系模型进行报警和/或预警；
当连续三次锚杆张拉力上升时进行预警；
当相邻两次同一锚索计相邻两次修正后张拉力差值超过变化阈值时进行预警；
当位置相邻的两个锚索计修正后的张拉力的差值超过预设阈值时进行预警；
根据天气预测信息、当前锚杆张拉力测试数据以及环境参数的关系模型预测的张拉力超过阈值时进行预警；
当锚杆张拉力超过控制线时进行报警；
根据报警和/或预警信息，发送提醒给用户终端进行改善，并记录终端改善措施，所述改善措施包括检查、维护和调整措施；
获取终端定期设备检查记录，并根据检查记录对监控系统进行优化。
上述技术方案的工作原理为：通过接入气象系统，获取天气预测信息，包括温度和风速。这些信息是判断风力发电机锚塔工作环境的关键因素。将天气预测信息、锚杆张拉力测试数据以及锚杆张拉力与环境参数的关系模型相结合，进行数据处理和分析。
a.连续三次锚杆张拉力上升预警：当连续三次锚杆张拉力上升时，触发预警，表示可能存在异常情况。
b.张拉力差值超过变化阈值预警：当相邻两次同一锚索计修正后张拉力的差值超过变化阈值时，触发预警，表示可能存在异常情况。
c.相邻锚索计张拉力差值超过预设阈值预警：当位置相邻的两个锚索计修正后的张拉力的差值超过预设阈值时，触发预警，表示可能存在异常情况。
d.预测张拉力超过阈值预警：根据天气预测信息、当前锚杆张拉力测试数据以及环境参数的关系模型预测的张拉力超过阈值时，触发预警，表示可能存在异常情况。
e.锚杆张拉力超过控制线报警：当锚杆张拉力超过设定的控制线时，触发报警，表示存在严重的异常情况。
根据报警和预警信息，采取相应的改善措施，包括检查、维护和调整。通过定期设备检查，获取检查结果，并根据检查结果对监控系统进行优化，以提高监测的准确性和可靠性。
综上所述，这个方法通过结合天气预测信息和锚杆张拉力数据，采用多种预警规则来判断风力发电混塔锚杆张拉力的异常情况，并采取相应的改善措施，以确保设备的安全运行和有效维护。
上述技术方案的效果为：通过实时监测锚杆张拉力，可以及时发现异常情况，如连续上升的张拉力、超过阈值的预测张拉力等，从而防止锚杆失效、断裂或塔倾斜等安全问题。通过预警规则，可以提前发现潜在的故障和异常情况，如锚杆张拉力的变化超过阈值、相邻锚索计张拉力差异过大等，有助于采取措施避免设备故障和停机时间的增加。通过结合天气预测信息和环境参数的关系模型，可以预测未来的张拉力情况，使运维人员能够提前做好准备，采取必要的措施，以保证设备的安全运行。定期进行设备检查，并根据检查结果对监控系统进行优化，可以提高监测的准确性和可靠性，降低误报率，提升工作效率。该方法能够提高风力发电混塔锚杆的安全性，并实现故障预警和预测能力，有助于及时采取改善措施，确保设备的正常运行和维护，最终提高风力发电系统的可靠性和经济效益。
本实施例基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，所述系统包括：
锚索计设置模块：在待监测区域内安装锚索计，将锚索计与锚索一一对应，将对应后的锚索计和锚索进行编号，将锚索计信息和对应编号上传至监测系统；
监控模块：通过设置同样的采样频率采集张拉力和环境数据，根据环境数据对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力；设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值；通过监测系统对修正后的张拉力进行监控获得监控结果；
预警模块：将监控结果与设定阈值进行比较，根据比较结果进行报警和/或预警。
上述技术方案的工作原理为：在待监测区域内安装锚索计，锚索计与锚索一一对应，并进行编号。锚索计是一种专门用于测量张拉力的传感器设备。通过锚索计采集张拉力数据，并通过环境传感器采集环境数据，例如环境温度和风速等。采集到的数据包括张拉力和环境信息。将采集到的锚索计信息和编号上传至监测系统。同时，将采集到的张拉力数据和环境数据上传至监测系统，确保数据的实时传输和存储。在监测系统中，设定控制阈值以确定正常工作范围和异常情况。监测系统会对张拉力数据进行监控和分析，与设定的阈值进行比较。监测系统将监测结果与设定阈值进行比较。如果张拉力超过或低于设定的阈值，系统将触发相应的报警和/或预警机制。报警和预警可以通过声音、图形显示、短信通知等方式进行提醒。
上述技术方案的效果为：通过对风力发电混塔锚杆张拉力的监测，能够及时发现潜在的安全隐患；一旦张拉力超过或低于设定的阈值，系统将及时报警和预警，可以采取相应的措施避免发生事故，提高整体的安全性。监测系统能够持续地监控张拉力的变化趋势，并与设定的阈值进行比较。通过分析监测结果，可以提前识别潜在的故障情况，及时进行维护和修复，避免因未检修而导致的设备损坏或停机时间增加，从而优化维护计划和降低运营成本。监测系统收集的数据包括张拉力和环境信息，这些数据可以被进一步分析，用于评估风力发电混塔的结构性能和工作状态。基于这些数据的分析结果，可以提供决策支持，优化风力发电混塔的设计和运行策略，提高发电效率和可靠性。该方法利用监测系统进行自动化的实时监测，并将数据传输到远程监控中心。这样就能够实现对多个风力发电混塔的集中监视，减少人工巡检和监测的工作量，提高工作效率，同时确保监测的及时性和准确性。监测系统能够根据设定的阈值，检测到异常情况并触发报警和预警机制。通过及时的报警和预警信息，可以快速响应并采取相应的措施，降低事故风险，保护风力发电混塔及其周边环境的安全。
综上所述，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法可以提高安全性、优化维护、提供决策支持、实现自动化监测和保障及时报警与预警，从而显著改善风力发电混塔的运行效果和可靠性。
本实施例基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，所述锚索计设置模块包括：
锚索安装模块：根据项目要求和设计规范，在待监测锚杆安装锚索；所述锚索计包括三个压力计，用于分别测量锚杆的轴向力、横向力和纵向力；锚杆张拉力为,x1、x2、x3分别为轴向力、横向力和纵向力；
编号设置模块：将锚索计与锚索一一对应并进行编号；将锚索计和锚索的编号进行配对并确保编号的准确性；
信息上传模块：将安装完成并编号的锚索计信息上传至监测系统；
参数配置模块：根据锚索计的型号和特性，配置相关参数；相关参数包括测量范围、测量单位、采样频率，以确保监测系统能够正确接收和处理来自锚索计的数据；其中采样频率为动态设置；
初始校准模块：对锚索计进行初始校准。
上述技术方案的工作原理为：根据项目要求和设计规范，在待监测锚杆上安装锚索。锚索是由三个压力计组成的传感器，分别测量锚杆的轴向力、横向力和纵向力。通过将锚索计测量得到的轴向力、横向力和纵向力进行平方和开平方运算，得到锚杆的张拉力C。将每个锚索计与对应的锚索一一对应，并进行编号。确保锚索计和锚索的编号准确无误，并记录在监测系统中。安装完成并编号的锚索计信息被上传至监测系统。这样可以建立锚索计与风力发电混塔之间的关联，并使得监测系统能够接收和处理来自锚索计的数据。根据锚索计的型号和特性，配置相关参数。包括测量范围、测量单位和初始采样频率等。这些参数的配置能够确保监测系统正确接收、处理和分析锚索计所传输的数据。对锚索计进行初始校准。通过与已知力值进行比较和调整，确保锚索计的准确度和可靠性。
上述技术方案的效果为：通过监测锚杆张拉力，可以及时发现异常情况，采取相应措施，以确保风力发电混塔的运行安全。准确监测锚杆张拉力可以帮助检测锚固系统是否存在缺陷或损伤，提高风力发电混塔的稳定性。通过将锚索计信息上传至监测系统，可以实现远程监测，减少人工巡检时间，提高工作效率。监测系统能够接收和处理来自锚索计的数据，提供实时数据支持，便于维护和管理风力发电混塔。配置相关参数和对锚索计进行初始校准可以减少人为误差，提高监测精度和可靠性。综上所述，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法在提高安全性、稳定性、工作效率和监测精度等方面具有良好的效果和好处。
本实施例基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，所述监控模块包括：
采样设置模块：用同样的采样频率采集张拉力和环境数据并上传至监测系统；所述环境数据包括环境温度和风速；
其中采样频率为：
当wi-1≤Wmax，并且Ti-1∈(Tmin,Tmax)时，
当wi-1>Wmax,Ti-1∈(Tmin,Tmax)时，
/>
当wi-1≤Wmax，Ti-1<Tmin或者Ti-1>Tmin时，
当wi-1>Wmax，并且Ti-1<Tmin或者Ti-1>Tmin时，
其中，wi-1为前一次采样的风速；Ti-1为前一次采样的环境温度；Li-1为前一次采集的张拉力；ci-2为前前一次采集的张拉力；cby为张拉力变化阈值，单位为百分比；F0为预设基准频率；预设风速最大阈值Wmax，预设温度范围(Tmin，Tmax)；预设风速最大值和预设温度范围按照工程要求进行设定和调整，例如：温度范围可以为10到20摄氏度，风速15m/s；
数据对齐模块：将锚索计数据和环境数据按照时间序列进行对齐，即将同一时间点的锚索计数据和环境数据配对；
模型建立模块：通过神经网络，建立锚杆张拉力与环境参数的关系模型，根据环境关系模型获得环境系数；
修正模块：根据环境系数对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力；将修正后的张拉力加入监控列表；
控制图建立模块：针对每根锚杆，建立修正后的张拉力的控制图；设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值；
相邻锚杆张拉力差值监控模块：将同一风力发电混塔相邻两根锚杆的修正后的张拉力差值加入控制列表；根据历史统计数据，设置差值控制标准；历史统计数据的均值加两倍标准差作为控制标准。
上述技术方案的工作原理为：使用相同的采样频率，同时采集锚杆张拉力和环境数据，并将其上传至监测系统。环境数据包括环境温度和风速。根据采样频率和各种条件，计算张拉力的数值。具体计算公式根据不同的情况而定，分别考虑风速、温度和张拉力的影响。将锚索计数据和环境数据按照时间序列进行对齐，确保同一时间点的锚索计数据和环境数据配对。通过神经网络或其他方法，建立锚杆张拉力与环境参数之间的关系模型，从而获得环境系数。根据环境系数对张拉力参数进行修正，得到修正后的张拉力值。将修正后的张拉力值添加到监控列表中。针对每根锚杆，建立修正后的张拉力的控制图，设置控制线和变化阈值，以便监测和控制张拉力的变化情况。将相邻两根锚杆修正后的张拉力差值加入控制列表，并根据历史统计数据设置差值控制标准。一种常用的方法是使用历史统计数据的均值加上两倍标准差作为控制标准。
上述技术方案的效果为：通过采集并上传张拉力和环境数据，实时监测混塔锚杆的状态。环境数据包括环境温度和风速，这些因素对张拉力产生影响。通过对环境数据和张拉力进行对齐和关联分析，可以建立锚杆张拉力与环境参数的关系模型，进一步提高对张拉力的准确性。根据环境关系模型获得环境系数，并对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力。修正后的张拉力更加精确地反映了实际的状态，可以帮助及时发现可能存在的问题，并采取相应的措施进行修复，从而提高混塔的稳定性和安全性。修正后的张拉力被纳入监控列表，并针对每根锚杆建立修正后张拉力的控制图。通过设置控制线和变化阈值，可以实时监测张拉力的变化情况，一旦超出设定的范围，就可以及时采取措施进行调整和修复，确保混塔的正常运行。将相邻两根锚杆的修正后张拉力差值加入控制列表，并根据历史统计数据设置差值控制标准。通过对差值进行统计分析，以历史统计数据的均值加两倍标准差作为控制标准，可以检测到锚杆间的不对称情况或异常情况，进一步提高对混塔结构的监测和控制能力。根据前一次采集的风速和环境温度，利用给定的公式计算出当前采样的张拉力计算频率。根据公式中的不同情况进行计算，可以根据环境条件的变化动态调整采样频率，使得在高风速或异常温度下，以及张拉力变化剧烈时实现更频繁的采样，提高对混塔锚杆张拉力状态的准确监测。公式中考虑了环境温度和风速对张拉力的影响。通过将环境因素纳入计算公式中，可以在数据上传至监测系统时，同时上传与张拉力相关的环境参数，使得监测系统能够综合分析环境变化对张拉力的影响，并提供更全面、准确的状态监测结果。公式中的张拉力变化阈值作为重要的控制参数，通过限制张拉力的变化范围，可以检测到可能存在的异常情况。当张拉力的变化超过设定的阈值时，采样频率将根据公式进行调整，以更频繁地监测张拉力状态，及早发现潜在问题，提升安全性和稳定性。公式的应用可以动态调整采样频率，考虑环境因素对张拉力的影响，并通过张拉力变化阈值控制实现对张拉力状态的精确监测，有效提高风力发电混塔锚杆张拉力监测的准确性和可靠性。
综上所述，基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法可以提高监测准确性，精细化调整张拉力，强化监控和控制，同时通过差值控制标准检测锚杆间的不对称情况或异常情况，有效提升风力发电混塔的稳定性、安全性和可靠性。
本实施例基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，所述控制图建立模块包括：
历史数据获取模块：获取相同地区类似锚杆工程中历史正常运行时修正后张拉力数据；
第一分组模块：将数据根据季节划分第一分组；季节包括春季、夏季、秋季和冬季；
第二分组模块：将第一分组的数据根据环境参数划分第二分组；将温度分为低温(0℃-10℃)、中温(10℃-20℃)和高温(20℃以上)，将风速划分为低风速、中风速和高风速；具体的划分标准可以根据工程或相关规范来确定；例如，可以将低风速定义为小于10m/s，中风速定义为介于10m/s和20m/s之间，高风速定义为大于20m/s；
第二分组计算模块：计算第二分组修正后张拉力的平均值ca、最大值cmax、最小值cmin、标准差σ；
控制线和变化阈值设置模块：计算第二分组修正后张拉力的控制线和变化阈值；
控制线为：
变化阈值为：
/>
其中，Cy为设计期张拉力值；Ci第i次采样修正后的张力值，Ci-1为同一锚索计第i-1次采样修正后的张力值；CL为标定的变化阈值；n为历史数据中同一锚索计采样次数；
实时监测模块：根据实时获取的环境参数和时间，选择对应的第二分组进行监控。
上述技术方案的工作原理为：获取历史正常运行时的修正后张拉力数据：通过在相同地区的类似锚杆工程中获取历史正常运行时的修正后张拉力数据，作为参考数据用于建立控制图。将数据根据季节进行第一次分组划分，包括春季、夏季、秋季和冬季。然后，根据环境参数(温度和风速)对第一分组进行第二次分组划分。根据具体工程或规范确定划分标准，例如将温度划分为低温(0℃-10℃)、中温(10℃-20℃)和高温(20℃以上)，将风速划分为低风速、中风速和高风速。针对每个季节和环境参数分组，计算修正后张拉力的平均值c_a、最大值、最小值和标准差σ。根据上述统计指标，计算控制线和变化阈值。控制线K由修正后张拉力的平均值、最大值、最小值和标准差σ确定。变化阈值由设计期张拉力值、标定的变化阈值CL以及修正后张拉力数据的变化情况计算得出。根据实时获取的环境参数和时间，选择对应的第二分组进行监控。将实时获取的修正后张拉力值与控制线进行比较，并判断是否超过变化阈值，以确定锚杆张拉力状态是否正常。如果超过阈值，则可能存在异常情况，需要采取相应的措施进行监测和调整。通过建立修正后张拉力的控制图，并结合环境参数的影响，可以实时监测混塔锚杆的张拉力状态，及时发现异常情况，保证风力发电系统的安全稳定运行。
上述技术方案的效果为：该方法通过实时监测锚杆的修正后张拉力，可以及时发现锚杆张拉力异常情况，包括过低或过高的张拉力，以提前采取相应的措施，确保风力发电混塔的安全性。通过监测锚杆的修正后张拉力，可以及时发现锚杆存在问题，减少故障的发生，从而避免因锚杆故障导致的设备损坏和停机维修所带来的经济损失。修正后张拉力的控制图可以有效地反映锚杆在不同季节和环境参数下的变化趋势，通过合理地设置控制线和变化阈值，可以对锚杆张拉力进行实时监测和控制，以确保锚杆张拉力在合理范围内波动，从而提高风力发电系统的稳定性。通过对历史正常运行时的修正后张拉力数据进行分析和比对，可以了解锚杆在不同季节和环境参数下的典型变化规律，从而指导维护人员合理安排锚杆的检查和维护计划，优化维护策略，提高维护效率。通过获取相同地区类似锚杆工程中历史正常运行时的修正后张拉力数据，可以建立一个可靠的数据参考基准，用于后续监测和分析。通过计算修正后张拉力的平均值、最大值、最小值和标准差，可以对张拉力的分布情况进行统计和分析。这样可以了解张拉力的整体水平、波动范围以及异常情况，为后续的控制线和变化阈值的设定提供依据。通过控制线和变化阈值的设定，可以有效控制张拉力的变化范围。控制线的设置考虑了修正后张拉力与历史数据的差异性，控制线结合了修正后张拉力的平均值、最大值、最小值和标准差等统计指标，通过考虑数据的整体水平、范围和分布，能够更准确地评估数据的正常性和异常情况。考虑了修正后张拉力的最大值和最小值之差，以及标准差。这个项的引入使得控制线能够根据数据的变动范围进行调整，更灵活地适应不同情况下的监测和判别需求；使其更加符合实际情况。变化阈值的设定可以提前发现超过设定阈值的异常情况，及时采取措施进行处理。变化阈值CL提供了一个具体的阈值，将修正后张拉力分为正常和异常状态；运维人员可以根据变化阈值进行判断和决策，以确定是否需要采取进一步的维护和处理措施；变化阈值可以根据设计期张拉力值和修正后张拉力的统计指标进行计算，而不仅仅考虑一个恒定值。这个特性使得变化阈值在适应不同情况下的数据时更加灵活。通过采用统计学分析方法，变化阈值公式可以快速识别修正后张拉力的变化是否偏离正常状态。运维人员可以根据变化阈值的计算结果快速确认锚索的状态，及时采取必要的措施，避免问题扩大化。变化阈值的计算中包括了标准差e的计算，这个值反映了数据的离散程度，也决定了变化阈值对数据变化的灵敏度。可以通过调整该值来改变变化阈值对异常情况的敏感度，使得运维人员能够更好地满足监测和预警的需求。变化阈值公式结合了锚索修正后张拉力的统计指标，可以快速准确地判断锚索状态的异常情况，提供了一种可操作的阈值，为风力发电机锚塔的安全运行提供保障。
本实施例基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，所述预警模块包括：
气象系统接入模块：通过接入气象系统获取天气预测信息；所述天气预测信息包括温度和风速；
预测报警模块：通过天气预测信息、锚杆张拉力测试数据以及锚杆张拉力与环境参数的关系模型进行报警和/或预警；
当连续三次锚杆张拉力上升时进行预警；
当相邻两次同一锚索计相邻两次修正后张拉力差值超过变化阈值时进行预警；
当位置相邻的两个锚索计修正后的张拉力的差值超过预设阈值时进行预警；
根据天气预测信息、当前锚杆张拉力测试数据以及环境参数的关系模型预测的张拉力超过阈值时进行预警；
当锚杆张拉力超过控制线时进行报警；
提醒模块：根据报警和/或预警信息，发送提醒给用户终端进行改善，并记录终端改善措施，所述改善措施包括检查、维护和调整措施；
优化模块：获取终端定期设备检查记录，并根据检查记录对监控系统进行优化。
上述技术方案的工作原理为：通过接入气象系统，获取天气预测信息，包括温度和风速。这些信息是判断风力发电机锚塔工作环境的关键因素。将天气预测信息、锚杆张拉力测试数据以及锚杆张拉力与环境参数的关系模型相结合，进行数据处理和分析。
a.连续三次锚杆张拉力上升预警：当连续三次锚杆张拉力上升时，触发预警，表示可能存在异常情况。
b.张拉力差值超过变化阈值预警：当相邻两次同一锚索计修正后张拉力的差值超过变化阈值时，触发预警，表示可能存在异常情况。
c.相邻锚索计张拉力差值超过预设阈值预警：当位置相邻的两个锚索计修正后的张拉力的差值超过预设阈值时，触发预警，表示可能存在异常情况。
d.预测张拉力超过阈值预警：根据天气预测信息、当前锚杆张拉力测试数据以及环境参数的关系模型预测的张拉力超过阈值时，触发预警，表示可能存在异常情况。
e.锚杆张拉力超过控制线报警：当锚杆张拉力超过设定的控制线时，触发报警，表示存在严重的异常情况。
根据报警和预警信息，采取相应的改善措施，包括检查、维护和调整。通过定期设备检查，获取检查结果，并根据检查结果对监控系统进行优化，以提高监测的准确性和可靠性。
综上所述，这个方法通过结合天气预测信息和锚杆张拉力数据，采用多种预警规则来判断风力发电混塔锚杆张拉力的异常情况，并采取相应的改善措施，以确保设备的安全运行和有效维护。
上述技术方案的效果为：通过实时监测锚杆张拉力，可以及时发现异常情况，如连续上升的张拉力、超过阈值的预测张拉力等，从而防止锚杆失效、断裂或塔倾斜等安全问题。通过预警规则，可以提前发现潜在的故障和异常情况，如锚杆张拉力的变化超过阈值、相邻锚索计张拉力差异过大等，有助于采取措施避免设备故障和停机时间的增加。通过结合天气预测信息和环境参数的关系模型，可以预测未来的张拉力情况，使运维人员能够提前做好准备，采取必要的措施，以保证设备的安全运行。定期进行设备检查，并根据检查结果对监控系统进行优化，可以提高监测的准确性和可靠性，降低误报率，提升工作效率。该方法能够提高风力发电混塔锚杆的安全性，并实现故障预警和预测能力，有助于及时采取改善措施，确保设备的正常运行和维护，最终提高风力发电系统的可靠性和经济效益。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、在待监测区域内安装锚索计，将锚索计与锚索一一对应，将对应后的锚索计和锚索进行编号，将锚索计信息和对应编号上传至监测系统；
S2、通过设置同样的采样频率采集张拉力和环境数据，根据环境数据对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力；设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值；通过监测系统对修正后的张拉力进行监控获得监控结果；
S3、将监控结果与设定阈值进行比较，根据比较结果进行报警和/或预警；
所述S2包括：
用同样的采样频率采集张拉力和环境数据并上传至监测系统；所述环境数据包括环境温度和风速；
将锚索计数据和环境数据按照时间序列进行对齐，即将同一时间点的锚索计数据和环境数据配对；
通过神经网络，建立锚杆张拉力与环境参数的关系模型，根据环境关系模型获得环境系数；
根据环境系数对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力；
将修正后的张拉力加入监控列表；
针对每根锚杆，建立修正后的张拉力的控制图；设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值；
将同一风力发电混塔相邻两根锚杆的修正后的张拉力差值加入控制列表；
所述针对每根锚杆，建立修正后的张拉力的控制图，设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值，包括：
获取相同地区锚杆工程中历史正常运行时修正后张拉力数据；
将数据根据季节划分第一分组；
将第一分组的数据根据环境参数划分第二分组；
计算第二分组修正后张拉力的平均值ca、最大值cmax、最小值cmin、标准差σ；
计算第二分组修正后张拉力的控制线和变化阈值；
控制线为：
变化阈值为：
其中，Cy为设计期张拉力值；Ci第i次采样修正后的张力值，Ci-1为同一锚索计第i-1次采样修正后的张力值；CL为标定的变化阈值；
根据实时获取的环境参数和时间，选择对应的第二分组进行监控。
2.根据权利要求1所述的基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，其特征在于，所述S1包括：
根据项目要求和设计规范，在待监测锚杆安装锚索；
将锚索计与锚索一一对应并进行编号；
将安装完成并编号的锚索计信息上传至监测系统；
根据锚索计的型号和特性，配置相关参数；
对锚索计进行初始校准。
3.根据权利要求1所述的基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测方法，其特征在于，所述S3包括：
通过接入气象系统获取天气预测信息；所述天气预测信息包括温度和风速；
通过天气预测信息、锚杆张拉力测试数据以及锚杆张拉力与环境参数的关系模型进行报警和/或预警；
根据报警和/或预警信息，发送提醒给用户终端进行改善，并记录终端改善措施，所述改善措施包括检查、维护和调整措施；
获取终端定期设备检查记录，并根据检查记录对监控系统进行优化。
4.基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，其特征在于，所述系统包括：
锚索计设置模块：在待监测区域内安装锚索计，将锚索计与锚索一一对应，将对应后的锚索计和锚索进行编号，将锚索计信息和对应编号上传至监测系统；
监控模块：通过设置同样的采样频率采集张拉力和环境数据，根据环境数据对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力；设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值；通过监测系统对修正后的张拉力进行监控获得监控结果；
预警模块：将监控结果与设定阈值进行比较，根据比较结果进行报警和/或预警；
所述监控模块包括：
采样设置模块：用同样的采样频率采集张拉力和环境数据并上传至监测系统；所述环境数据包括环境温度和风速；
数据对齐模块：将锚索计数据和环境数据按照时间序列进行对齐，即将同一时间点的锚索计数据和环境数据配对；
模型建立模块：通过神经网络，建立锚杆张拉力与环境参数的关系模型，根据环境关系模型获得环境系数；
修正模块：根据环境系数对张拉力参数进行修正，获得修正后的张拉力；将修正后的张拉力加入监控列表；
控制图建立模块：针对每根锚杆，建立修正后的张拉力的控制图；设置修正后的张拉力的控制线和变化阈值；
相邻锚杆张拉力差值监控模块：将同一风力发电混塔相邻两根锚杆的修正后的张拉力差值加入控制列表；
所述控制图建立模块包括：
历史数据获取模块：获取相同地区锚杆工程中历史正常运行时修正后张拉力数据；
第一分组模块：将数据根据季节划分第一分组；
第二分组模块：将第一分组的数据根据环境参数划分第二分组；
第二分组计算模块：计算第二分组修正后张拉力的平均值ca、最大值cmax、最小值cmin、标准差σ；
控制线和变化阈值设置模块：计算第二分组修正后张拉力的控制线和变化阈值；
控制线为：
变化阈值为：
其中，Cy为设计期张拉力值；Ci第i次采样修正后的张力值，Ci-1为同一锚索计第i-1次采样修正后的张力值；CL为标定的变化阈值；
实时监测模块：根据实时获取的环境参数和时间，选择对应的第二分组进行监控。
5.根据权利要求4所述的基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，其特征在于，所述锚索计设置模块包括：
锚索安装模块：根据项目要求和设计规范，在待监测锚杆安装锚索；
编号设置模块：将锚索计与锚索一一对应并进行编号；
信息上传模块：将安装完成并编号的锚索计信息上传至监测系统；
参数配置模块：根据锚索计的型号和特性，配置相关参数；
初始校准模块：对锚索计进行初始校准。
6.根据权利要求4所述的基于锚索计的风力发电混塔锚杆张拉力监测系统，其特征在于，所述预警模块包括：
气象系统接入模块：通过接入气象系统获取天气预测信息；所述天气预测信息包括温度和风速；
预测报警模块：通过天气预测信息、锚杆张拉力测试数据以及锚杆张拉力与环境参数的关系模型进行报警和/或预警；
提醒模块：根据报警和/或预警信息，发送提醒给用户终端进行改善，并记录终端改善措施，所述改善措施包括检查、维护和调整措施；
优化模块：获取终端定期设备检查记录，并根据检查记录对监控系统进行优化。
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