[實用新型]一種風力發電機組及其使用的風向傳感器和零位校正裝置

有效

• 申請號: 201320833912.8
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN203770030U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 胥佳;劉瑞華;岳俊紅;易莉;賀心怡
• 申請（專利權）人: 龍源（北京）風電工程技術有限公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 劉晶婷

技術領域

本實用新型涉及測控技術與儀器領域，特別是涉及一種風力發電機組及其使用的風向傳感器和零位校正裝置。

背景技術

風電機組偏航對風不準對機組發電量會產生明顯影響，直接影響了風電場的經濟效益。引起機組對風不準的主要原因是由于位于機艙上測量采集風向的風向傳感器采集到的零方向與機頭的實際方向存在偏差。

參照圖1所示，現有的風力發電機組的風向傳感器主要由蓋形螺母101、風向標部件102（包括頭部、水平桿和尾翼）、轉軸103、信號輸出插座以及內裝風向碼信號發生器的底座104組成，并通過底座固定安裝在機艙罩殼頂部的氣象架上，底座上設置有零刻度線。當風向標部件102與零刻度所指方向一致時，風向碼信號發生器輸出零度信號，因此風向碼信號發生器輸出的角度代表了風向與機組機頭方向的夾角，風電機組通過偏航使夾角盡量保持在零度，實現機組的追風動作。在實際風電場運行中由于機組晃動等原因會導致風向傳感器出現松動產生誤差，導致風向傳感器的零刻度線發生偏離，從而導致機組捕獲的風能下降。

機艙罩殼頂部的氣象架形式分兩種：橫桿式和豎管式。橫桿式氣象架通過螺母與風速計、風向傳感器加緊固定，豎管式氣象架主要依靠風向標套管外側的擰緊螺釘與風向傳感器固定。

由于風向傳感器需要將底座上的零刻度線與機頭方向對齊，在安裝和維護過程中，對零操作一般是由維護人員目測風向標零刻度線與氣象架的位置來完成，由于每個人感觀差異即會導致校正的誤差。從視覺效果上來看，橫桿式支架的風向標由于具有方形特征，在對零誤差尚可控制在5-10°左右，而豎桿式固定的風向標由于參考點在圓柱形豎桿上，確認難度大，單從肉眼找誤差比較困難，因而會造成更大的對零誤差。

當發生對風不準，即來風v₀與機頭方向成一定夾角α_w時，參照圖2、圖3所示，從來流風功率與能量利用系數兩方面來評價機組的出力損失。通過矢量分解將絕對來風分解，機頭正方向來流速度v_w=v₀cos(α_w)，機組機頭方向風輪橫截面內流過的風的功率P_w=ρv₀³cos³(α_w)A/2，由此可見，對風不準會直接導致機組發電量受損，使風電場的經濟效益受到巨大影響。

如何能創設一種可以定量的檢查風向傳感器的零位誤差，使其校正準確的新的風力發電機組及其使用的風向傳感器和零位校正裝置,實屬當前重要研發課題之一。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種風力發電機組及其使用的風向傳感器和零位校正裝置，使其可降低風向傳感器的零位誤差、提高風電場的經濟效益，從而克服現有的風向傳感器零位校正誤差大、影響風電場發電效率的不足。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種風力發電機組風向傳感器的零位校正裝置，包括本體及安裝在本體上的激光筆。

作為一種改進，所述的激光筆通過固定座可拆卸地安裝在本體上。

所述的本體一端設有安裝槽，所述的固定座一端插入本體的安裝槽中，并通過位于兩側的螺釘和O型圈與安裝槽可拆卸連接。

所述的固定座安裝激光筆處為環狀結構，所述的激光筆通過止付螺絲固定在固定座的環狀結構內。

所述的本體上標有與激光筆軸線對應的零刻度線。

此外，本實用新型還提供一種風力發電機組的風向傳感器，其底座上安裝有上述零位校正裝置，所述零位校正裝置的激光筆軸線與風向傳感器底座的零刻度線對準。

最后，本實用新型還提供一種風力發電機組，其機艙罩外安裝有上述風向傳感器。

作為進一步改進，所述的風向傳感器安裝在機艙罩的尾部，所述零位校正裝置的激光筆的安裝方向與機艙罩的軸線平行，投射點位于機艙罩上靠近機組風輪處的位置。

采用這樣的設計后，本實用新型至少具有以下優點：

1、替代了單純依靠維護人員的直觀感受來校正風向標零位的技術，通過遠端測量和采集，放大誤差，使得風向傳感器零位的誤差檢測得以量化，從而有助于縮小零位誤差，提高風向傳感器零位的精確度。

2、降低了風電機組偏航對風不準的程度，有利于提升機組發電量和風電場的經濟效益。

3、本申請可以用于橫桿式和豎管式兩種形式的氣象架。

附圖說明

上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。