[發(fā)明專利]用于風力發(fā)電機組的渦激振動的監(jiān)測方法和設(shè)備

有效

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• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN109931229B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊博宇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京金風科創(chuàng)風電設(shè)備有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 曾世驍;王兆賡

本發(fā)明提供了一種用于風力發(fā)電機組的渦激振動的監(jiān)測方法和設(shè)備，所述監(jiān)測方法包括以下步驟：采集風力發(fā)電機的塔筒的圖像數(shù)據(jù)；從圖像數(shù)據(jù)識別設(shè)置在塔筒預(yù)定位置處的標記的圖像，并對識別的標記的圖像進行追蹤以獲取標記的位移數(shù)據(jù)；根據(jù)標記的位移數(shù)據(jù)對渦激振動進行監(jiān)測。本發(fā)明實現(xiàn)了對風力發(fā)電機組的渦激振動的監(jiān)測，有效避免了經(jīng)濟損失和安全事故發(fā)生，提高了風力發(fā)電機組吊裝的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風電技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種用于風力發(fā)電機組的渦激振動的監(jiān)測方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

風電技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為全球日益增長的清潔電力市場的主要貢獻。風力發(fā)電機在吊裝過程中會出現(xiàn)很多嚴重的問題，渦激振動則是其中問題之一。渦激振動的發(fā)生會導致機組吊裝時間的延長因而造成經(jīng)濟損失，并且渦激振動的發(fā)生也可能會造成安全事故發(fā)生。

現(xiàn)有技術(shù)中，對于渦激振動的抑制裝置的開發(fā)，比較突出和廣泛使用的是擾流裝置，擾流裝置的核心功能部件為擾流塊或者擾流條，擾流塊或者擾流條通過自身的幾何特征依附在塔筒表面，有效的控制渦流的分離位置，從而達到將整個原始的規(guī)律流場破壞的效果。根據(jù)現(xiàn)有的塔架吊裝工藝，在吊裝過程中需要對其上1/3的位置纏繞擾流條，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的限制，目前沒有較好的方法可以對渦激振動進行監(jiān)測，也無法對抑制渦激振動的裝置進行效果監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于風力發(fā)電機組的渦激振動的監(jiān)測方法和設(shè)備，通過采集風力發(fā)電機的塔筒位置的圖像數(shù)據(jù)以及對圖像數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)對渦激振動的監(jiān)測。

本發(fā)明的一方面提供了一種用于風力發(fā)電機組的渦激振動的監(jiān)測方法，所述監(jiān)測方法包括以下步驟：獲取風力發(fā)電機的塔筒的圖像數(shù)據(jù)；從圖像數(shù)據(jù)識別設(shè)置在塔筒預(yù)定位置處的標記的圖像，并對識別的標記的圖像進行追蹤以獲取標記的位移數(shù)據(jù)；根據(jù)標記的位移數(shù)據(jù)對渦激振動進行監(jiān)測。

優(yōu)選地，所述從圖像數(shù)據(jù)識別設(shè)置在塔筒預(yù)定位置處的標記的圖像，并對識別的標記的圖像進行追蹤以獲取標記的位移數(shù)據(jù)的步驟包括：通過對采集的圖像數(shù)據(jù)進行模板匹配處理來識別標記的敏感區(qū)圖像；通過對識別的敏感區(qū)圖像進行邊緣檢測處理來獲取標記的邊緣輪廓數(shù)據(jù)；基于標記的邊緣輪廓數(shù)據(jù)來計算標記的位移數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述通過對采集的圖像數(shù)據(jù)進行模板匹配處理來識別標記的敏感區(qū)圖像的步驟包括：讀取一定時間長度內(nèi)的每一幀圖像數(shù)據(jù)；將標記的模板分別疊放在所述每一幀圖像數(shù)據(jù)上進行模板匹配；通過相關(guān)系數(shù)匹配法判斷模板匹配程度，并根據(jù)模板匹配程度來識別敏感區(qū)圖像。

優(yōu)選地，所述通過對識別的敏感區(qū)圖像進行邊緣檢測處理來獲取標記的邊緣輪廓數(shù)據(jù)的步驟包括：對識別的敏感區(qū)圖像進行濾波處理；求取濾波處理后的敏感區(qū)圖像的梯度，并根據(jù)求取的梯度進行非極大值抑制來對敏感區(qū)圖像進行邊緣增強；通過閾值算法對邊緣增強后的敏感區(qū)圖像進行邊緣檢測以獲取標記的邊緣輪廓數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述基于標記的邊緣輪廓數(shù)據(jù)來計算標記的位移數(shù)據(jù)的步驟包括：將標記的邊緣輪廓數(shù)據(jù)放入坐標系中，讀取邊緣輪廓的像素點的像素值，在像素值非零時讀取下一行像素點的像素值，由此得到標記的邊緣坐標；對標記的邊緣坐標求取坐標平均值并記錄坐標平均值的縱坐標數(shù)據(jù)，對記錄的每一幀圖像數(shù)據(jù)的所述縱坐標數(shù)據(jù)進行差值計算得出標記的邊緣坐標的位移數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，如上述任意一個所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述圖像數(shù)據(jù)包括對呈90度夾角的兩處標記進行拍攝獲取的兩組圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)通過呈90度夾角放置的兩個圖像采集器采集獲取。

優(yōu)選地，所述基于標記的邊緣輪廓數(shù)據(jù)來計算標記的位移數(shù)據(jù)的步驟還包括：將得出的兩個左側(cè)或右側(cè)邊緣坐標的位移數(shù)據(jù)進行合位移計算求取標記的位移數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述監(jiān)測方法還包括：根據(jù)標記的位移數(shù)據(jù)和采集圖像數(shù)據(jù)時的風速數(shù)據(jù)確定發(fā)生渦激振動的風速條件。