时代电气申请水下机器人故障诊断专利，能快速定位具体故障，实现故障自愈

金融界2024年7月5日消息，天眼查知识产权信息显示，株洲中车时代电气股份有限公司申请一项名为“一种水下机器人故障诊断方法、装置、介质及系统”，公开号CN202410060516.9，申请日期为2024年1月。

专利摘要显示，本发明公开了一种水下机器人故障诊断方法、装置、介质及系统，方法包括步骤：获取水下机器人的运行状态信息；所述运行状态信息包括水下机器人的电机电压和电流数据；利用快速傅里叶变换对水下电机的电流和/或电压信号隐含的周期进行分析，得到总谐波含量；将总谐波含量与预设阈值进行对比；当总谐波含量不在预设阈值内，则判断电机故障。本发明在不破坏水下电机内部结构的前提下，缩短了信号处理的时间，便于快速做出相应决策；通过可视化自定义故障事件的参数配置，对故障类型级别自动分类；针对多种故障情况，将故障类型进行分类，能快速定位具体故障，实现故障自愈；对水下电机历史运行数据进行进一步分析，提前避免故障发生。

本文源自金融界

海上风电机头重脚轻，落脚点还很“软”，为何却连台风都吹不倒？

人类创造的所谓“奇迹”，在大自然的面前往往渣都不是。

每年因为自然灾害造成过许多生命的逝去和财产的损失。特别是沿海地区，因为和海洋相近，每年各种台风海啸等自然灾害不计其数。

这就不免让人好奇，既然台风等天气每年都会来袭，那么为什么还是致力于发展海上风电？海上风电不会被吹倒吹断吗？ 背后的秘诀又是什么？

伫立的巨人，风力发电

要说到现在热门的清洁能源，就不得不说到风力发电，视频中那些大的夸张的风力发电机像是巨人一样伫立在山间、平原，远远看去已经和风景融为了一体。

风电是将风能转化为电能的一种发电的方式。风电资源有很多种，而其中的海上风电顾名思义，就是将海上的风能转化为电能。风电需要安装风力发电机，但是能安装这个机器的地方可不只是平原或者山区，大海之上安装发电机已经是各国正在进行的项目。

一般来说，海上风电都有着风电的发电厂，发电厂一般包括了风电机组和输电系统两部分。海上风电机负责蓄积风力，将风能转化为电能。发出的电能，会通过海上的换流站或者是升压站等输电系统将电能输送到陆地中的换流站，然后再接入到电网，最后成为我们日常使用的电。

相比较在平原或者是在山区的风力发电，海上风电有巨大的优势。海上风电最明显的优势之一就是可以不占用土地资源。

陆地上的风电资源要想发展，找好地方可不容易，既要风力充足，又要满足可以安装风力发电设备的需求，这样折算下来，还是需要一定的土地资源的。土地资源越来越稀缺，但是海洋却完全不用考虑这个问题，比陆地广阔几倍的海洋，总是可以满足人类的电力需求的。

除了不占地的优势，海上的风电还有很多优势。比如海上风大且急，风机的利用效率更高，装机的容量也更大。

海洋上的风力发电机看着扇叶转的慢，但是其实它扇叶顶端的旋转速度已经和高铁的行驶速度差不多了，可以达到95米/秒。只需要7秒或者9秒，风电机就可以发出10度电。海上的风电还可以做到噪音不扰民，毕竟没有人会一直在海洋上生活。

风电机如何承受台风的袭击？

风力发电机建造在大海之上，听起来虽然有点意料之外，但是细想又是在情理之中。因为海洋上并没有地形的阻挡，大海之上的风力要明显大于陆地，当然风能就大了，但是这种海上风能却有个问题，那就是风力发电机要如何保证在时不时来台风的天气中的安全呢？

人类的智慧是无穷的，看起来头重脚轻的风电机可以在人类的技术之下，即使是狂风暴雨，也依旧可以在海上屹立不倒。

建造海上的风力发电机时，要想让发电机可以承受住台风等自然灾害，最常规的方法之一就是建造单桩基座的海上风力发电机 。

这种风力发电机的建造还是比较麻烦的，首先要在海底下钻出钻孔，然后用打桩的办法，用水泥、泥沙等材料浇灌出风力发电机的底座，基础牢固了之后，再安装风力发电机的上半部分。这种办法除非真的地球完蛋，不然是拔不起来的。

单桩基座的海上风力发电机虽然是非常普遍的方法，但是这种方法却有着局限性，只能适合少于30米海水深度的不软的海域中。如果超出了这个深度就很难打桩，得思考其他的建造方法了。

有一种风力发电机就是为了适应这种环境，那就是导管架基础的海上风力发电机。所谓的导管架指的是由腿柱和交错的杆子组成的结构，这种结构因为物理原理非常稳定，可以在上面放置风力发电机，固定之后就可以做到适应60米的海水深度了，只是这种办法还是需要打桩的。

浮式基础海上风电机

而到了现在，又有了另一种风力发电机的安装方式，它很神奇，可以让发电机“躲进海里”！这个办法就是浮式基础海上风力发电机。

从名字就可以看出来，浮式风力发电机是漂浮在海上的发电机，它的基座不需要打桩，也不需要建造什么，只是通过向建筑体的内部注水压载，实现平衡漂浮在海面上 。

事实上，目前世界上很多国家都在实践中验证了浮式风力发电机安装的可行性，但是大家还是疑惑了，这种漂在海面上为啥不会被台风等问题打翻？

海上漂浮抗台风，看似矛盾，其实却是实用效果非常好的发电机建造方法。漂浮式风力发电机一般有三种，分别是张力腿式、单柱式和半潜伏式。

我国最常用的建造方法是半潜伏式风力发电机。这种风力发电机采用了圆柱形的外表，将风力发电机安装在了圆柱形的顶端，这种方法可以增加建筑的体积，减少暴露水中的表面积，从而形成了足够大的浮力，像我国建造的风力发电机可以抵抗17级的风力。可见稳固性。

张力腿式的风力发电机，顾名思义，张力腿式就是用几条“腿”组成特殊结构的基座，于是产生较大的浮力。这种方法的好处就是可以省下风力涡轮机的安装，就成本来说是好处多多的。

现在研究学者们又研究出了一种还没有投入实践的浮式风力发电机，那就是在风电机的基座底部安装锚链和转动的绞盘。一旦遇到强台风，就使用绞盘收起锚链，然后慢慢将一整个风力发电机拉入水中，也就是让风力发电机“躲进海里”！不过这种办法好，但是在成本上还需要衡量，毕竟风电机的本质是要盈利的。

为啥在海上屹立不倒？

为什么漂浮着的风力发电机不会翻倒？这就要说到浮式风力发电机的原理了。首先虽然发电机是漂浮的，但是它海面下的基座是很重的，只是技术的方法让它产生了浮力而已。浮式风电机水下的体积可能比海上的体积都要大，这种结构就大大增加了风电机的稳定性。

风电机上面会有一个叫做对风装置的偏航系统，如果遇到台风的环境，风电机会立刻停止风扇叶的转动，并启动偏航系统，让风电机的正面正对着台风，减少风电机受到的阻力，同时，风电机还会将风扇叶变成桨，就又可以进一步减少风电机受到的阻力了。

无论是哪种办法，海上风力发电机的建造有个前提就是要选择最适合的地址，否则也是白费力气了，另外也需要配备相应的技术，常规的海上风力发电厂都是建立在低于50米深度的海域中，如果超过，不但技术上要求更高，就连成本也会大大增加。

相比较传统的火力发电、水力发电等发电方式，风力发电特别是海上风力发电可以说是优势多多了，虽然前期要付出更高的成本，但是一旦建成，带来的收益将会是环保且久远的。而我国随着环保发电机的发展，目前也有很多有名的海上发电基地。

我国的海上发电“疆域”

我国最大的海上风力发电机，位于上海的东海大桥风电场，是除了欧洲之外的，全球的第一个海上风电场。它的总装机容量可以达到10万千瓦，发电效率非常高。风电场在2009年开始了吊装，并在第二年完成了全部的安装和调试，也正式开始了发电的旅途，作为常年可发电的场地，风电场一旦转起来，带来的效益是杠杠的。

而在我国的山东省，也建立了山东半岛海上风电基地。基地一旦完成投入运营，将会每年提供15.8亿千瓦时的电能，相当于少烧47.87万吨的煤了。

2023年我国第一座深远海浮式风电平台，“海油观澜号”也成功起航。这个风电基地可不一般，它是我国第一个可以水深超过100米，且工作海域可以布置在离海岸线100公里之外的浮式风电基地，是目前世界上最深最远的风电基地了，而一旦投入运营，这个基地每年将会发电多达2200万千瓦时的电量。

风力发电机不但可以发展我国的环保资源，同时还可以和其他的经济领域合作，带动船舶行业，水产养殖等各个领域经济的发展，也可以带动地方之间经济的合作。

这些年来，我国不断发展风电等清洁能源，光是在海上风电领域，我国就已经规划了五个千万千瓦级别的海上基地，为我国的绿色发展注入更多力量。

可以说，我国的海上风电技术水平在全球领域都是领先的，有着强劲的竞争力。风力发电机从风电装置到上面的扇叶，基地的建设施工到输电系统的连接，每一步都已经有了突破性的技术。

我国是目前世界上最大的风电整机装备生产国，生产出了世界一半的相关装备，可见我国海上风电机的建设奇迹。

总之，海洋的力量是无穷的，而我们人类的智慧也是无穷的，人类可以在辽阔的海面上建立供自己电力的风力发电基地，也可以克服台风来袭的时候，海上风电被吹倒吹断的危险，甚至可以研究出“躲进海里”的方法！这让我们对海上风力发电的未来有了更多的期待。

你觉得海洋资源还可以如何利用？

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