[發(fā)明專利]塔筒振動(dòng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910581957.2
• 申請(qǐng)日: 2019-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112228288B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶彥昌;劉磊;聶峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): F03D17/00
• 分類號(hào): F03D17/00;F03D13/20
• 代理公司: 北京市立方律師事務(wù)所 11330
• 代理人: 張?bào)銓?宋海斌

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N塔筒振動(dòng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、方法及裝置。該塔筒振動(dòng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：第一檢測(cè)設(shè)備組、第二檢測(cè)設(shè)備組和數(shù)據(jù)處理設(shè)備；第一檢測(cè)設(shè)備組位于第一方向，包括多個(gè)第一檢測(cè)設(shè)備；各第一檢測(cè)設(shè)備，具有不同的檢測(cè)角度，分別指向多個(gè)塔筒環(huán)形檢測(cè)位置；第二檢測(cè)設(shè)備組位于第二方向，包括多個(gè)第二檢測(cè)設(shè)備；各第二檢測(cè)設(shè)備，具有不同的檢測(cè)角度，分別指向多個(gè)塔筒環(huán)形檢測(cè)位置；數(shù)據(jù)處理設(shè)備分別與第一檢測(cè)設(shè)備組、第二檢測(cè)設(shè)備組通信連接。本申請(qǐng)可對(duì)塔筒的多個(gè)塔筒環(huán)形檢測(cè)位置的實(shí)時(shí)位移進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)塔筒的多個(gè)位置的振動(dòng)的全面監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)范圍較大。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及塔筒測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本申請(qǐng)涉及一種塔筒振動(dòng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、方法及裝置。

背景技術(shù)

目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)測(cè)和仿真載荷對(duì)比一直困擾著研發(fā)人員，仿真仿不準(zhǔn)和測(cè)試不確定性都會(huì)帶來(lái)比對(duì)結(jié)果巨大的偏差。一方面，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的載荷，塔筒位移直接決定載荷大小，根據(jù)塔筒位移即可反推出載荷大小；另一方面，僅僅從仿真角度確定位移大小，并不能?chē)?yán)格驗(yàn)證仿真結(jié)果的正確與否，塔架一階振動(dòng)模態(tài)、二階振動(dòng)模態(tài)、三階振動(dòng)模態(tài)等，也從未進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。因此，精確的塔筒位移檢測(cè)是解決載荷比對(duì)問(wèn)題的另一個(gè)突破口。

其中，在一階振動(dòng)模態(tài)下，塔筒頂部垂直風(fēng)向搖晃產(chǎn)生位移；在二階振動(dòng)模態(tài)下，塔筒中部垂直風(fēng)向搖晃產(chǎn)生位移；在三階振動(dòng)模態(tài)下，塔筒底部發(fā)生搖晃。

目前的塔筒位移檢測(cè)主要有：基于GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))和北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的檢測(cè)、基于傾角傳感器和加速度傳感器的檢測(cè)以及以應(yīng)變片的測(cè)試結(jié)果最作為測(cè)距觸發(fā)條件的檢測(cè)。

然而，以上三種方式均無(wú)法滿足精確檢測(cè)塔筒位移的需求，基于GPS和北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其誤差太大，不能滿足塔架位移毫米級(jí)的精度要求；基于傾角傳感器和加速度傳感器的檢測(cè)方法，不能直觀地表示出實(shí)際位移，需要進(jìn)一步計(jì)算，其計(jì)算方法和計(jì)算精度仍然值得商榷；以應(yīng)變片的測(cè)試結(jié)果最作為測(cè)距觸發(fā)條件，對(duì)應(yīng)變片的測(cè)量結(jié)果要求較高，實(shí)時(shí)性不好。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)針對(duì)現(xiàn)有方式的缺點(diǎn)，提出一種塔筒振動(dòng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、方法及裝置，用以解決現(xiàn)有的塔筒位移檢測(cè)技術(shù)存在精確度不高且實(shí)時(shí)性不好的技術(shù)問(wèn)題。

第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種塔筒振動(dòng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：第一檢測(cè)設(shè)備組、第二檢測(cè)設(shè)備組和數(shù)據(jù)處理設(shè)備；

第一檢測(cè)設(shè)備組位于第一方向，包括多個(gè)第一檢測(cè)設(shè)備；各第一檢測(cè)設(shè)備，具有不同的檢測(cè)角度，分別指向多個(gè)塔筒環(huán)形檢測(cè)位置；

第二檢測(cè)設(shè)備組位于第二方向，包括多個(gè)第二檢測(cè)設(shè)備；各第二檢測(cè)設(shè)備，具有不同的檢測(cè)角度，分別指向多個(gè)塔筒環(huán)形檢測(cè)位置；

第一檢測(cè)設(shè)備和第二檢測(cè)設(shè)備用于獲取每個(gè)塔筒環(huán)形檢測(cè)位置與對(duì)應(yīng)的第一檢測(cè)設(shè)備之間實(shí)時(shí)的第一距離、以及塔筒環(huán)形檢測(cè)位置與對(duì)應(yīng)的第二檢測(cè)設(shè)備之間實(shí)時(shí)的第二距離；

數(shù)據(jù)處理設(shè)備分別與第一檢測(cè)設(shè)備組、第二檢測(cè)設(shè)備組通信連接，用于根據(jù)實(shí)時(shí)的第一距離和實(shí)時(shí)的第二距離、預(yù)獲的靜止的第一距離和靜止的第二距離、以及對(duì)應(yīng)的第一檢測(cè)設(shè)備和第二檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)角度，確定出塔筒環(huán)形檢測(cè)位置處水平面內(nèi)第一方向的實(shí)時(shí)距離變化量和第二方向的實(shí)時(shí)距離變化量；根據(jù)塔筒環(huán)形檢測(cè)位置處的塔筒半徑、第一方向的實(shí)時(shí)距離變化量和第二方向的實(shí)時(shí)距離變化量，確定出塔筒環(huán)形檢測(cè)位置的實(shí)時(shí)位移。

第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種塔筒振動(dòng)的監(jiān)測(cè)方法，包括：

獲取每個(gè)塔筒環(huán)形檢測(cè)位置與位于第一方向?qū)?yīng)的第一檢測(cè)設(shè)備之間實(shí)時(shí)的第一距離、以及塔筒環(huán)形檢測(cè)位置與位于第二方向?qū)?yīng)的第二檢測(cè)設(shè)備之間實(shí)時(shí)的第二距離；

根據(jù)實(shí)時(shí)的第一距離和實(shí)時(shí)的第二距離、預(yù)獲的靜止的第一距離和靜止的第二距離、以及對(duì)應(yīng)的第一檢測(cè)設(shè)備和第二檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)角度，確定出塔筒環(huán)形檢測(cè)位置處水平面內(nèi)第一方向的實(shí)時(shí)距離變化量和第二方向的實(shí)時(shí)距離變化量；