[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒狀態(tài)監(jiān)測方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710170492.2
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106907303B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張彪;劉張輝;范福林
• 申請（專利權(quán)）人: 北京漢能華科技股份有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 北京市隆安律師事務(wù)所 11323
• 代理人: 權(quán)鮮枝;何立春

1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，該方法包括：

采集塔筒頂部垂直塔筒軸向上的加速度信號；

根據(jù)所述加速度信號計(jì)算所述塔筒頂部晃動(dòng)的頻率、加速度極值、速度極值、位移極值和傾角極值中的一種或幾種參數(shù)；

根據(jù)計(jì)算所得的參數(shù)確定所述塔筒的狀態(tài)，進(jìn)行預(yù)警，包括以下一種或幾種：

將所述塔筒的晃動(dòng)頻率與塔筒的固有頻率、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率或葉片通過頻率進(jìn)行比較，若所述塔筒的晃動(dòng)頻率接近所述塔筒的固有頻率、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率或葉片通過頻率，則確定所述塔筒發(fā)生危險(xiǎn)，進(jìn)行預(yù)警；

統(tǒng)計(jì)所述塔筒在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的傾角極值，根據(jù)所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的傾角極值繪制所述塔筒的擺動(dòng)軌跡，根據(jù)擺動(dòng)軌跡確定所述塔筒擺動(dòng)軌跡的均勻度，若所述均勻度低于預(yù)設(shè)值，則確定所述塔筒發(fā)生危險(xiǎn)，進(jìn)行預(yù)警；

將所述塔筒的加速度極值、速度極值和位移極值與塔筒在相同工況下的各標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，若所述塔筒的加速度極值、速度極值和位移極值中的至少一個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)值的差異超出預(yù)設(shè)范圍，則確定所述塔筒發(fā)生危險(xiǎn)，進(jìn)行預(yù)警。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括：

獲取同一風(fēng)場內(nèi)多個(gè)塔筒的擺動(dòng)軌跡的均勻度，計(jì)算均勻度平均值；

在確定某一塔筒擺動(dòng)軌跡的均勻度低于預(yù)設(shè)值后，進(jìn)一步將該塔筒擺動(dòng)軌跡的均勻度與同一風(fēng)場內(nèi)多個(gè)塔筒擺動(dòng)軌跡的均勻度平均值比較，若二者的差異超過預(yù)設(shè)范圍，則確定該塔筒發(fā)生危險(xiǎn)，進(jìn)行預(yù)警。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括：

采集塔筒各層平臺處垂直塔筒軸向上的加速度信號；

根據(jù)塔筒各層平臺處垂直塔筒軸向上的加速度信號計(jì)算塔筒各層平臺處晃動(dòng)的加速度極值、速度極值和位移極值；

根據(jù)所述塔筒每層平臺處晃動(dòng)的加速度極值、速度極值和位移極值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，獲知塔筒局部危險(xiǎn)截面和連接螺栓的疲勞損傷相對值，確定塔筒各層平臺處是否發(fā)生危險(xiǎn)；

和/或，綜合塔筒各層平臺處晃動(dòng)的位移極值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，獲知塔筒整體的形變和受力狀況，確定塔筒的整體剛度是否發(fā)生危險(xiǎn)。

4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述采集塔筒頂部垂直塔筒軸向上的加速度信號或所述采集塔筒各層平臺處垂直塔筒軸向上的加速度信號包括：

利用雙軸MEMS加速度傳感器，采集垂直塔筒軸向上相互垂直的兩個(gè)軸線上的加速度信號。

5.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：

采集計(jì)算單元，用于采集塔筒頂部垂直塔筒軸向上的加速度信號；以及根據(jù)所述加速度信號計(jì)算所述塔筒頂部晃動(dòng)的頻率、加速度極值、速度極值、位移極值和傾角極值中的一種或幾種參數(shù)，并將所述參數(shù)發(fā)送給分析處理單元；

分析處理單元，用于根據(jù)所述參數(shù)確定所述塔筒的狀態(tài)，進(jìn)行預(yù)警，具體用于執(zhí)行以下一種或幾種分析處理過程：

將所述塔筒的晃動(dòng)頻率與塔筒的固有頻率、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率或葉片通過頻率進(jìn)行比較，若所述塔筒的晃動(dòng)頻率接近所述塔筒的固有頻率、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率或葉片通過頻率，則確定所述塔筒發(fā)生危險(xiǎn)，進(jìn)行預(yù)警；

統(tǒng)計(jì)所述塔筒在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的傾角極值，根據(jù)所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的傾角極值繪制所述塔筒的擺動(dòng)軌跡，根據(jù)擺動(dòng)軌跡確定所述塔筒擺動(dòng)軌跡的均勻度，若所述均勻度低于預(yù)設(shè)值，則確定所述塔筒發(fā)生危險(xiǎn)，進(jìn)行預(yù)警；

將所述塔筒的加速度極值、速度極值和位移極值與塔筒在相同工況下的各標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，若所述塔筒的加速度極值、速度極值和位移極值中的至少一個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)值的差異超出預(yù)設(shè)范圍，則確定所述塔筒發(fā)生危險(xiǎn)，進(jìn)行預(yù)警。

6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分析處理單元，進(jìn)一步用于獲取同一風(fēng)場內(nèi)多個(gè)塔筒的擺動(dòng)軌跡的均勻度，計(jì)算均勻度平均值；在確定某一塔筒擺動(dòng)軌跡的均勻度低于預(yù)設(shè)值后，進(jìn)一步將該塔筒擺動(dòng)軌跡的均勻度與同一風(fēng)場內(nèi)多個(gè)塔筒擺動(dòng)軌跡的均勻度平均值比較，若二者的差異超過預(yù)設(shè)范圍，則確定該塔筒發(fā)生危險(xiǎn)，進(jìn)行預(yù)警。