[發明專利]風力發電機組及其疲勞載荷監測系統

無效

• 申請號: 201010134383.3
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN101839806A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 肖學成;許仁萍
• 申請（專利權）人: 三一電氣有限責任公司
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00;F03D7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李兆嶺;逯長明

技術領域

本發明涉及發電系統領域，特別是涉及一種用于風力發電機組的疲勞載荷監測系統。此外，本發明還涉及一種包括上述疲勞載荷監測系統的風力發電機組。

背景技術

隨著環境保護意識的增強以及新能源工業領域的不斷壯大，風力發電作為多種發電方式中的一種越來越受到人們的重視，風力發電機組也得到了快速的發展。

風力發電就是把風的動能轉化為電能的一種發電方式。風力發電所需要的裝置稱為風力發電機組，風力發電機組一般包括塔筒、風輪和風力發電機三部分，工作過程中，風作用在風輪的葉片上，產生氣動扭矩，葉片的根部將扭矩傳遞給輪轂，進而帶動主軸、變速箱內的齒輪以及風力發電機的旋轉軸旋轉，產生電能。

目前，大型風力發電機組的設計壽命通常是20年，在風力發電機組的使用壽命中，其主要部件一直承受循環變化的載荷的作用，從而會產生疲勞損傷，當損傷積累到一定程度時，就必須對風機的主要部件特別是各部件連接處的焊縫、螺栓等進行檢測和維修，以確保風力發電機組的安全運行。

現有技術中，通常是根據各機械部件的壽命曲線，制定其檢測維修計劃，檢測維修人員根據上述計劃定期對風力發電機組的各部件進行檢修。然而，由于風力發電機組的外在運行條件具有不確定性，使得疲勞載荷對風力發電機組的各主要部件的損傷具有在時間的分布上的不均勻性，從而可能會造成以下情況：定期檢修時風力發電機組的各主要部件的損傷程度很小，無需維修；或者檢修時風力發電機的各主要部件已經發生了較大程度的損傷，無法進行維修，只能進行補救處理。

請參考圖1，圖1為現有技術中一種用于風力發電機組的疲勞載荷監測系統的結構示意圖。

為解決上述問題，目前提供了一種用于風力發電機組的疲勞載荷監測系統，包括檢測裝置11，用于檢測風力發電機組的塔筒根部的疲勞載荷，控制裝置12，用于根據塔筒根部的載荷情況估計風力發電機組的整體載荷，并根據控制策略對風力發電機組進行控制，減小載荷。如果監測到的載荷頻繁地或不斷地超過一給定的最大值時，輸出裝置13將其輸出，操作員就及時地對其進行維修，以防止風力發電機組的各部件進一步地損壞。

然而，上述監測裝置的監測精度是建立在風力發電機組的根部承受了絕大部分的載荷，風力發電機組的其他部分的載荷僅占總載荷的一小部分的基礎上的，而在實際運行中，風力發電機組中還有一些部位的疲勞載荷也是比較大的，而這些部位的疲勞載荷不容易通過對塔筒根部載荷的監測得到，從而不能準確地對風力發電機組的載荷狀態進行檢測，很有可能影響檢測的精確度，影響維修工作。

因此，如何提高疲勞載荷監測裝置的監測精確度，從而及時地對風力發電機組的各部件進行維修，延長各部件的使用壽命是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種風力發電機組的疲勞載荷監測系統，該疲勞載荷監測系統具有較高的監測精確度，從而及時地對風力發電機組的各部件進行維修，延長各部件的使用壽命。本發明的另一目的是提供一種包括上述疲勞載荷監測系統的風力發電機組。

為解決上述技術問題，本發明提供一種疲勞載荷監測系統，用于風力發電機組，包括第一檢測裝置，用于檢測所述風力發電機組的塔筒根部的疲勞狀態，得到第一檢測信號，還包括：

第二檢測裝置，用于檢測所述風力發電機組除所述塔筒根部以外至少一個部位的疲勞狀態，得到第二檢測信號；

控制裝置，用于接收所述第一檢測信號和所述第二檢測信號，并根據預定策略處理所述第一檢測信號和所述第二檢測信號，得到實際損傷值，比較所述實際損傷值與預定損傷值，判斷所述風力發電機組的被測部位的損傷狀態；

輸出裝置，用于輸出所述被測部位的實際損傷值。

優選地，所述第二檢測裝置包括葉片根部檢測裝置和齒輪箱主動軸檢測裝置二者之中的至少一者。

優選地，還包括無線信號發射裝置，用于接收所述第一檢測裝置和所述第二檢測裝置的檢測信號，并將所述檢測信號傳輸至所述控制裝置。

優選地，所述預定損傷值包括建議維修值和報警值。

優選地，所述輸出裝置包括報警裝置，當所述實際損傷值達到所述報警值時，所述控制裝置控制所述報警裝置報警。

優選地，所述第一檢測裝置和所述第二檢測裝置均為電阻應變載荷傳感器。

優選地，所述第一檢測裝置和所述第二檢測裝置的數目均為多個。

優選地，還包括存儲裝置，用于存儲所述實際損傷值。

優選地，所述預定策略為：利用雨流計數法對所述第一檢測信號和所述第二檢測信號進行計數，并根據疲勞損傷值計算方法進行計算。