[發明專利]一種風力發電機組葉片氣動不平衡檢測方法及其裝置

無效

• 申請號: 201110270764.9
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102435394A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 紀國瑞;徐佳園;潘磊
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: G01M1/16
• 分類號: G01M1/16;G01B11/16
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 遆俊臣

技術領域

本發明涉及一種風力發電領域的風力發電機組葉片氣動不平衡檢測方法及其裝置。

背景技術

近年來隨著風力發電不斷地發展，風力發電相關技術也在不斷地提高，其中，對風電機組的運行特性進行分析，有助于風電機組參數的優化，以及延長風電機組的壽命。而風力發電機組葉片氣動特性的不平衡則會影響風電機組的載荷以及壽命，造成風力發電機組葉片氣動不平衡的原因主要在于葉片在安裝時的誤差以及風電機組長期運行后葉片發生的形變。目前在國內對于風力發電機組葉片氣動不平衡檢測方法的研究還比較少，尚無可用于檢測風力發電機組葉片氣動不平衡的裝置。

由此可見，如何能創設一種風力發電機組葉片氣動不平衡檢測方法及其裝置，實屬當前本領域的重要研發課題之一。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種風力發電機組葉片氣動不平衡檢測方法及其裝置，使其可檢測風力發電機組葉片氣動的不平衡度和形變度。

為解決上述技術問題，本發明一種風力發電機組葉片氣動不平衡檢測方法，包括以下步驟：檢測葉輪的絕對位置，選定每個葉片垂直地面的位置分別進行成像；將葉輪旋轉一周作為一個周期存儲所成圖像，并提取圖像線條；對每一周期內所成圖像的線條進行重疊，經對比分析得到葉片的氣動不平衡度。

作為本發明的一種改進，最后還包括以下步驟：與風電機組安裝時第一次檢測的不平衡度對比，分析葉片的形變度。

還包括以下步驟：根據分析結果計算載荷，調整變槳方案。

還包括以下步驟：記錄分析結果，以備下次檢測參考。

所述的成像由安裝在風電機組塔筒外部地面上的成像裝置完成。

所述的成像裝置為兩個，分別安裝在風電機組塔筒的正下方和斜下方。

所述的葉輪位置由風電機組的PLC轉子編碼器檢測得到；PC機根據PLC轉子編碼器獲得的葉輪位置，控制成像時間、提取圖像線條、對線條進行對比分析、并得到結論。

此外，本發明還提供一種應用上述方法的風力發電機組葉片氣動不平衡檢測裝置，包括PC機以及與PC機連接的成像裝置和風電機組PLC轉子編碼器。

作為進一步改進，所述的成像裝置為兩個，分別安裝在風電機組塔筒的正下方和斜下方。

采用這樣的設計后，本發明可檢測風力發電機組葉片氣動的不平衡度和形變度，相關分析數據可以作為風電機組載荷計算的參考，再結合相關方法減小風電機組載荷，從而延長風電機組的壽命。

附圖說明

上述僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

圖1是本發明風力發電機組葉片氣動不平衡檢測方法的流程示意圖。

圖2是本發明風力發電機組葉片氣動不平衡檢測裝置的組成示意圖。

圖3是本發明風力發電機組葉片氣動不平衡檢測裝置的成像裝置安裝位置示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1所示，本發明一種風力發電機組葉片氣動不平衡檢測方法，主要包括圖像讀取、線條提取和對比分析步驟。

其中，圖像讀取，是先檢測葉輪的絕對位置，選定每個葉片垂直地面的位置分別進行成像。例如，如果是三葉片風力發電機組，對第一次葉片成像后，根據轉子編碼器的信號順延120度后進行第二次葉片成像，之后再根據轉子編碼器的信號順延120度進行第三次葉片成像；同理，兩葉片風力發電機組兩次成像時間相隔180度，成像時刻均可由PC控制。

之后，將所成圖像進行周期儲存，以葉輪旋轉一周作為一個周期，以三葉片風電機組為例來說，每個周期中即包含有三個葉片的圖像。之后分別對圖像應用圖像處理和分析方法自動檢測和提取圖像上的線性特征。

最后，在葉片線性特征提取后進行重疊對比，分析每一周期內所成圖像的線條重疊度，結合風電機組其它參數進行分析，得出風力發電機組葉片的氣動不平衡度。

除了在風電機組新安裝時對葉片的啟動不平衡度進行上述檢測外，在使用過程中也可進行上述檢測，并將分析得出的結論與新安裝時第一次檢測的不平衡度對比，就可以分析得到葉片的形變度。

上述檢測結果均可保留記錄，以備作為下次檢測的參考。