第一章 绪论

1。1 选题背景及意义

近年来，为了解决日益严重的环境污染和不可再生能源即将枯竭等问题，国家越 来越重视新型可再生能源的开发与利用。水力发电、风力发电、光能发电、地热发电 等新的发电技术正在逐渐取代传统的煤炭发电，成为未来发展趋势。随着国家的支持 力度不断加大和风力发电技术的不断进步，风力发电的商业前景和环保效益也愈加可 观。

由于我国幅员辽阔，很多地区的风力资源很丰富，非常利于修建大型的风力发电 厂。因此，在当地推广建设风力发电项目，不仅有助于促进当地的经济发展而且能够 显著的改善生态环境、优化我国目前的能源结构，甚至能够提升居民的环保意识，对 于我国的经济社会发展提供了巨大的推力。

有数据表明 1，截止到 2009 年，全球已有超过 100 个国家开发了风力发电项目，全球的风电装机容量已达 1。58kW。其中，中国的新增装机总容量更是超过美国，成 为全球第一。然而，随着国家大力开发风力发电项目，大量的风力发电站需要得到实时监控， 以保证其稳定、可靠的运行，能够持续地为国家的经济和环保做出贡献。经验表明， 随着施工推进，风力发电基座的的荷载不断的增加，基座可能会发生下沉或者倾斜情 况。风力发电基座建成后，随着时间的推移，风荷载的变化，基座也有可能会出现沉 降或者倾斜状况。所以，必须有一套实时的监控系统来监测风力发电基座的沉降，必 要时对其进行修复和维护，以保障风力发电站在建设过程及后期维护的过程中的安全 性和稳定性。同时，还可以根据沉降量与时间的关系曲线，来预测基座在未来一段时 间的稳定性。

因此，对于风力发电基座沉降监测系统的研究具有重大的现实意义和经济效益， 符合我国的国情和政策需要。

1。2 平台沉降监控技术国内外的研究现状

1。3 国内外常见的平台沉降监测方法

沉降监测内容主要包括沉降体整体变形监测、沉降体倾斜度监测、外部环境监测 等等。其中沉降体的形变和倾斜是主要的监测内容，也是判断平台是否沉降的主要依 据。目前来说，国内外常见的平台沉降监测方法主要有：全站仪监测法、位移传感器 检测法、北斗/GPS 检测法、激光监测法等。

1。3。1 全站仪监测法

全站仪 2是一种广泛应用于地形测量、工程测量和工业控制测量中，由于其测量

方式便捷、测量精确，在很多的测绘工作人员中很受欢迎。近年来，也有很多研究人 员基于全站仪设计了相关的平台沉降监测系统，可以达到较高的测量精度。

但是全站仪检测法却存在着很多的缺陷和不足，由于其采用自动扫描法，需要对 各个测点进行一周的连续扫描式测量。并且各个测点不同步或者有较大的位移时不能 精确测量，观测距离相对较短，不能进行长基线的测量。

此外，全站仪监测法还容易受到天气影响，大风、大雨、大雾等天气都会不同程 度的影响全站仪的测量精度。而风力发电站的建设地往往经常发生此类的天气，因此， 全站仪监测法并不太适合风力发电站基座平台的沉降监测。

1。3。2 位移传感器监测法

位移传感器 3又称为线性传感器，是一种将位移转化为电量的传感器。目前市面

上主要有两种位移传感器：经典位移传感器和半导体位移传感器。随着技术的进步， 半导体位移传感器正在逐渐的取代传统的经典位移传感器，越来越多的新技术被运用 到了位移传感器上，使得各种位移传感器的性能显著提升，同时成本却大幅度地降低。