[發(fā)明專利]塔筒振動的監(jiān)測系統(tǒng)、方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910581957.2
• 申請日: 2019-06-30
• 公開（公告）號: CN112228288B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 聶彥昌;劉磊;聶峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D13/20
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 張筱寧;宋海斌

本申請?zhí)峁┝艘环N塔筒振動的監(jiān)測系統(tǒng)、方法及裝置。該塔筒振動的監(jiān)測系統(tǒng)包括：第一檢測設備組、第二檢測設備組和數(shù)據(jù)處理設備；第一檢測設備組位于第一方向，包括多個第一檢測設備；各第一檢測設備，具有不同的檢測角度，分別指向多個塔筒環(huán)形檢測位置；第二檢測設備組位于第二方向，包括多個第二檢測設備；各第二檢測設備，具有不同的檢測角度，分別指向多個塔筒環(huán)形檢測位置；數(shù)據(jù)處理設備分別與第一檢測設備組、第二檢測設備組通信連接。本申請可對塔筒的多個塔筒環(huán)形檢測位置的實時位移進行檢測，從而實現(xiàn)對塔筒的多個位置的振動的全面監(jiān)測，監(jiān)測范圍較大。

技術領域

本申請涉及塔筒測量技術領域，具體而言，本申請涉及一種塔筒振動的監(jiān)測系統(tǒng)、方法及裝置。

背景技術

目前，風力發(fā)電機組的實測和仿真載荷對比一直困擾著研發(fā)人員，仿真仿不準和測試不確定性都會帶來比對結(jié)果巨大的偏差。一方面，對于風力發(fā)電機塔筒的載荷，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，并不能嚴格驗證仿真結(jié)果的正確與否，塔架一階振動模態(tài)、二階振動模態(tài)、三階振動模態(tài)等，也從未進行實際驗證。因此，精確的塔筒位移檢測是解決載荷比對問題的另一個突破口。

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

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

然而，以上三種方式均無法滿足精確檢測塔筒位移的需求，基于GPS和北斗導航系統(tǒng)的位移監(jiān)測系統(tǒng)其誤差太大，不能滿足塔架位移毫米級的精度要求；基于傾角傳感器和加速度傳感器的檢測方法，不能直觀地表示出實際位移，需要進一步計算，其計算方法和計算精度仍然值得商榷；以應變片的測試結(jié)果最作為測距觸發(fā)條件，對應變片的測量結(jié)果要求較高，實時性不好。

發(fā)明內(nèi)容

本申請針對現(xiàn)有方式的缺點，提出一種塔筒振動的監(jiān)測系統(tǒng)、方法及裝置，用以解決現(xiàn)有的塔筒位移檢測技術存在精確度不高且實時性不好的技術問題。

第一方面，本申請實施例提供了一種塔筒振動的監(jiān)測系統(tǒng)，包括：第一檢測設備組、第二檢測設備組和數(shù)據(jù)處理設備；

第一檢測設備組位于第一方向，包括多個第一檢測設備；各第一檢測設備，具有不同的檢測角度，分別指向多個塔筒環(huán)形檢測位置；

第二檢測設備組位于第二方向，包括多個第二檢測設備；各第二檢測設備，具有不同的檢測角度，分別指向多個塔筒環(huán)形檢測位置；

第一檢測設備和第二檢測設備用于獲取每個塔筒環(huán)形檢測位置與對應的第一檢測設備之間實時的第一距離、以及塔筒環(huán)形檢測位置與對應的第二檢測設備之間實時的第二距離；

數(shù)據(jù)處理設備分別與第一檢測設備組、第二檢測設備組通信連接，用于根據(jù)實時的第一距離和實時的第二距離、預獲的靜止的第一距離和靜止的第二距離、以及對應的第一檢測設備和第二檢測設備的檢測角度，確定出塔筒環(huán)形檢測位置處水平面內(nèi)第一方向的實時距離變化量和第二方向的實時距離變化量；根據(jù)塔筒環(huán)形檢測位置處的塔筒半徑、第一方向的實時距離變化量和第二方向的實時距離變化量，確定出塔筒環(huán)形檢測位置的實時位移。

第二方面，本申請實施例提供了一種塔筒振動的監(jiān)測方法，包括：

獲取每個塔筒環(huán)形檢測位置與位于第一方向?qū)牡谝粰z測設備之間實時的第一距離、以及塔筒環(huán)形檢測位置與位于第二方向?qū)牡诙z測設備之間實時的第二距離；

根據(jù)實時的第一距離和實時的第二距離、預獲的靜止的第一距離和靜止的第二距離、以及對應的第一檢測設備和第二檢測設備的檢測角度，確定出塔筒環(huán)形檢測位置處水平面內(nèi)第一方向的實時距離變化量和第二方向的實時距離變化量；