[發明專利]一種監測風力發電設備的葉片形變的系統

有效

• 申請號: 201610291233.0
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN105822508B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 宋海峰;許凌波;方亞林
• 申請（專利權）人: 安徽容知日新科技股份有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 北京思睿峰知識產權代理有限公司11396
• 代理人: 謝建云,董寧

技術領域

本發明涉及葉片狀態監測領域，尤其涉及一種監測風力發電設備的葉片形變的系統。

背景技術

風力發電作為一種重要的可再生新能源，受到廣泛關注。而風力發電設備的葉片作為風力發電機組中捕獲風能的關鍵部位，其健康狀況直接影響到整個風電系統的運行。葉片的結構和受力相當復雜，由于葉片的工作環境十分惡劣，春夏秋冬、酷暑嚴寒、雷電、冰雹、雨雪、沙塵等隨時都有可能對風機葉片產生損傷，因此葉片成為風力發電設備中最容易出現事故的位置。據統計，葉片損傷產生的事故約占風機總事故的三分之一。常見風機葉片在遭受損傷之后會出現裂紋、分層、空隙和脫粘等典型的疲勞缺陷，這些損傷隨著葉片的運行而不斷積累最終會導致葉片斷裂。在葉片產生疲勞缺陷到斷裂的過程中，葉片在運行時各部分會發生不同程度應變或形變。通常葉片發生損傷事故時必須停機維修，同時一旦葉片折斷，則很有可能損壞塔筒，這必將導致高額的維修費用，也給風電場帶來很大的經濟損失。因此，若能有效監測葉片的健康狀況，必能有效的減少風機葉片造成的停機故障，避免產生巨額經濟損失。

目前，風力發電設備的葉片應變常見的監測手段有應變片應力監測法和光纖光柵監測法等。這些監測方法都有著其適用的缺陷類型與優缺點，其技術要求比較苛刻，監測過程受運行環境、天氣狀況以及其他因素的影響，而且通常需要借助復雜的檢測儀器設備和專業的分析人員的介入才能做結果判定，極大的增加了監測成本和普及的困難程度。

因此需要一種新型的監測風力發電設備的葉片形變的方案。

發明內容

鑒于此，本發明提供了一種新的監測風力發電設備的葉片形變的方案，以力圖解決或至少緩解上面存在的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種監測風力發電設備的葉片形變的系統，包括至少一條拉線、至少一個測量裝置、信號采集裝置以及信號處理裝置，其中至少一條拉線沿葉片內表面軸向鋪設，每條拉線的一端固定于葉片內表面近葉梢位置，另一端與至少一個測量裝置中的一個通過彈性元件連接，拉線隨葉片的形變帶動彈性元件發生拉伸運動；至少一個測量裝置均固定于葉片內表面近輪轂位置，適于根據其連接的一條拉線帶動彈性元件發生的拉伸運動輸出測量信號；信號采集裝置分別與至少一個測量裝置和信號處理裝置連接，適于采集并傳輸至少一個測量裝置輸出的至少一個測量信號至信號處理裝置；信號處理裝置適于根據至少一個測量信號計算葉片的形變量。

可選地，在根據本發明的系統中，其中信號處理裝置還適于判斷葉片的形變量是否超過閾值，若是，則發出警報。

可選地，在根據本發明的系統中，還包括適于將拉線固定于葉片內表面的一個或多個固定裝置。

可選地，在根據本發明的系統中，其中固定裝置包括與至少一條拉線位置對應的至少一個通孔或開槽，至少一條拉線分別穿過對應的通孔或開槽。

可選地，在根據本發明的系統中，其中每條拉線的間距相等。

可選地，在根據本發明的系統中，其中拉線質量輕、強度高以及伸縮量小。

可選地，在根據本發明的系統中，其中各條拉線的長度相等。

可選地，在根據本發明的系統中，其中各條拉線的長度不相等。

可選地，在根據本發明的系統中，其中信號處理裝置適于根據至少一個測量信號計算葉片不同段的形變量。

可選地，在根據本發明的系統中，其中測量裝置為拉力傳感器，測量信號指示拉線帶動彈性元件拉伸產生的拉力。

可選地，在根據本發明的系統中，其中測量裝置為位移傳感器，測量信號指示拉線帶動彈性元件拉伸產生的位移。

可選地，在根據本發明的系統中，其中測量裝置為拉線式位移傳感器，所述拉線為拉線式位移傳感器的拉線。

根據本發明的監測風力發電設備的葉片形變的方案，通過沿葉片內表面軸向鋪設的拉線，并通過拉線隨葉片形變帶動彈性元件的拉伸獲取葉片的形變量，因而可以快速有效且實時地反映葉片各部分的損傷狀況，同時極大地降低了監測的成本。

附圖說明

為了實現上述以及相關目的，本文結合下面的描述和附圖來描述某些說明性方面，這些方面指示了可以實踐本文所公開的原理的各種方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保護的主題的范圍內。通過結合附圖閱讀下面的詳細描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優勢將變得更加明顯。遍及本公開，相同的附圖標記通常指代相同的部件或元素。

圖1示出了根據本發明一個示例性實施例的監測風力發電設備的葉片形變的系統100的結構示意圖；