[發明專利]塔頂低頻振動水平位移監測方法

有效

• 申請號: 201911058268.X
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN111220110B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 唐波;余清清;許國東;錢赫;潘特
• 申請（專利權）人: 浙江運達風電股份有限公司
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;G01C9/00;G01H9/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種塔頂低頻振動水平位移監測方法，包括如下步驟：通過傾角采集裝置獲得塔頂位置的傾角信號，通過相對式測振裝置采集同一時刻的塔頂振動水平位移數據；對采集時刻獲取的塔頂傾角數據和水平位移數據求取回歸方程；實現實時水平位移監控。本發明具有如下有益效果：本發明以塔頂實時角度測量來間接得到對應的實時塔頂水平位移值，大大降低了現場數據采集的難度；以運用一次相對式測振裝置對傾角和水平位移的定標來替代終生外部遠距離振動位移監測，極大地降低了監測成本；以實測水平位移數據對標實測角度數據，打破了理論計算的各個假設條件限制，提高了監測數據的有效性，有利于理論數據和實測數據的融合。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其是涉及一種能夠對塔頂水平位移進行實時監控和超限報警，低成本的塔頂低頻振動水平位移監測方法。

背景技術

風電機組塔頂低頻振動是風力發電機組在實際運行過程的主要振動，因加速度信號較速度信號和位移信號幅值大，易于在風電機組監測中進行運用。加速度信號的監測儀器(如：MEMS、PCH、WP4080、LE2183等低頻振動傳感器產品)作為其中一種振動信號傳感器，在諸多領域已得到廣泛的應用，如在橋梁振動監測、水輪發電機組監測以及泵站泵組設備監測中極為常見。風電技術因其特殊性，如風機塔筒自身剛度相對較弱，且載荷方向性多變、振頻多樣，在單純使用加速度信號進行監測時往往出現失效監測。激光測振技術作為目前熱門的監測技術雖然可以在地面實行對塔頂振動多項檢測和運行數據獲取，但因其造價昂貴很難在風電機組的監測進行普及。

水平實時位移作為考核塔筒塔頂的撓度特性，尤其作為一種安全指標，在風機安全保護監測中有著巨大的意義。因此，全方位、多手段、多側面、低成本的系統振動監測則將成為一項亟待解決的問題。

發明內容

本發明為了克服現有技術中存在的監測成本高昂，采用加速度信號監測經常失效的不足，提供了一種能夠對塔頂水平位移進行實時監控和超限報警，低成本的塔頂低頻振動水平位移監測方法。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種塔頂低頻振動水平位移監測方法，包括主控制器、傾角采集裝置、相對式測振裝置、信號調理模塊和報警電路；主控制器分別與傾角采集裝置、相對式測振裝置、信號調理模塊和報警電路電連接；信號調理模塊與傾角采集裝置電連接；包括如下步驟：

(1-1)獲取傾角數據：通過傾角采集裝置獲得塔頂位置的傾角信號，并輸出塔頂實時傾角數據至主控制器；

(1-2)獲取塔頂振動水平位移數據：通過相對式測振裝置采集同一時刻的塔頂振動水平位移數據至主控制器；

(1-3)求取傾角-位移回歸方程：對采集時刻獲取的塔頂傾角數據和塔頂振動水平位移數據進行回歸分析，求取傾角-位移回歸方程；

(1-4)實時塔頂振動水平位移監控：通過傾角采集裝置實時采集傾角信號，通過傾角-位移回歸方程獲得實時塔頂振動水平位移，實現對塔頂振動水平位移的實時監控。

本發明通過傾角采集裝置獲得塔頂位置的傾角信號，通過相對式測振裝置采集同一時刻的塔頂振動水平位移數據；對采集時刻獲取的塔頂傾角數據和塔頂振動水平位移數據求取回歸方程；實現實時塔頂振動水平位移監控。

作為優選，傾角采集裝置包括2對角度傳感器；2對角度傳感器均與主控制器電連接；2對角度傳感器成對分布于風電機組塔頂塔壁主振動正反方向和正交90°方向；步驟(1-1)的具體步驟如下：

(2-1)位于風電機組塔頂塔壁主振動正反方向和正交90°方向的2對角度傳感器采集角度信號；

(2-2)主控制器獲得2對角度傳感器傳輸過來的角度信號，獲得風電機組塔頂塔壁主振動正反方向和正交90°方向的實時傾角數據。

作為優選，步驟(1-2)的具體步驟如下：