[發明專利]一種基于雙陣列的葉片故障監測方法與設備

有效

• 申請號: 201911295466.8
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111120223B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 胡曉宇;代金良
• 申請（專利權）人: 大連賽聽科技有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D80/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 張景云

本發明涉及一種基于雙陣列的葉片故障監測方法，包括以下步驟：S1、布置第一陣列，監測獲取葉片故障信息；S2、定位故障；S21、估計故障方位角，得到最小故障方位角，再利用第一陣列進行定位；S22、布置第二陣列，利用第一陣列與第二陣列相配合進行故障定位。本發明還公開了一種基于雙陣列的葉片故障監測設備。本發明中，第一陣列與第二陣列組合，克服了第一陣列與旋轉平面的夾角增大時，定位精度會越來越低的問題；提高估算故障點的精度，極大的減少了陣列的部署數量，僅靠第一陣列與第二陣列，就完成了葉片轉軸隨風向轉動情況下的故障定位，極大的減少了陣列的部署數量，降低了成本。

技術領域

本發明涉及風力發電塔組葉片故障監測領域，尤其涉及一種基于雙陣列的葉片故障監測方法與設備。

背景技術

隨著政府對環境污染的重視，傳統的基于化學能(煤炭、石油、天然氣)的發電方式越來越收到限制，而核能發電又存在著前期投資巨大的問題，風力發電和太陽能發電越來越收到政府的鼓勵。風力發電是一種可再生的清潔能源，環境污染小，自動化程度高，易于實現遠程控制，非常適合解決人口稀少、電網不易達到的地區的供電需求，因此風力發電具有重要的經濟效益和社會效益。

葉片是風力發電塔組(以下簡稱“風機”)的關鍵部件，風機發電的能量來自于風力推動葉片旋轉時的做功，而葉片在旋轉過程中，尤其是從上方轉到下方時，受力改變，并且交替變化，而風力狀況又存在顯著的不穩定性，這些因素回造成葉片受力不均，并形成振動，再加上葉片風吹日曬雨淋，由于其材料老化、磨損，還可能對葉片帶來物理損傷，這些都會嚴重影響整個風機的運轉效率，因此對葉片工作狀況的監測就非常必要了。

申請號為“CN201520203659.7”的實用新型專利公開了一種用于風力發電塔的葉片故障監測設備，包括：開關控制信號采集設備和參考時間信號采集設備，控制器通過計算開關控制信號和參考時間信號的時間差實現葉片故障監測。本實用新型對葉片直接進行監測，增加了系統的可靠性；采用非接觸式激光傳感器采集信號，使監測信號容易獲得，可以有效地消除外來信號的影響。但是該專利需要多個傳感器，造成成本過高；而且定位準確率低；

還有一種方法，通過麥克風或者麥克風陣列拾取葉片轉動時與氣流摩擦產生的聲音信號，進而通過分析聲音信號判斷葉片是否存在故障，并通過麥克風陣列技術對不同方向的聲音分別接收來判斷故障的位置。但由于風機為了最大化發電效率，會使得葉片在風力最大的方向進行轉動，從而使得整組葉片會圍繞塔筒0～360度范圍內轉動，術語叫偏航控制，這使得采用傳統陣列定位的方法難以確定葉片上的故障位置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種基于雙陣列的葉片故障監測方法與設備，以解決難以確定葉片上故障位置的問題。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：

一種基于雙陣列的葉片故障監測方法，包括風力發電塔，風力發電塔包括塔體、葉片，所述塔體的下端固定設置于地面上，另一端通過塔筒與葉片相連，葉片以塔筒為軸心旋轉的平面為故障面，包括以下步驟：

S1、布置第一陣列，監測獲取葉片故障信息；

S2、定位故障；監測葉片故障；

S21、估計故障方位角，得到最小故障方位角，再利用第一陣列進行定位；

S22、布置第二陣列，利用第一陣列與第二陣列相配合進行故障定位。

通過設置第一陣列位置，結合最小故障方位角獲取葉片在工作過程中的故障信息，同時布置第二陣列，并且通過第一陣列與第二陣列確定方位角，從而實現精確定位葉片的故障點。

作為本發明進一步的方案：所述第一陣列為若干個傳感器與采集板一體化設置而成；采集板用于對信息進行處理。