[發明專利]基于風電塔架晃動傾角模擬裝置的模擬方法

有效

• 申請號: 202010147586.X
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111396267B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 羅勇水;曹夢楠;卓沛駿;艾真偉;湯光浩
• 申請（專利權）人: 浙江運達風電股份有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種基于風電塔架晃動傾角模擬裝置的模擬方法，首先測量計算獲得實際風電塔架晃動的加速度和固有頻率，然后通過直驅電機帶動工裝支架晃動，通過加速度傳感器測量獲得工裝支架晃動的加速度，使工裝支架的角速度變化和風電塔架的角速度保持一致，模擬風電塔架的晃動，最后通過編碼器測量直驅電機的旋轉角度，即可獲得風電塔架晃動傾角的模擬結果。本發明具有如下有益效果：本發明可以設定直驅電機的旋轉速度，控制工裝支架的晃動周期和幅度，實現不同風電塔架的晃動傾角模擬；本發明還可用于風電塔架晃動監測設備的性能評估以及柔性高塔的安全性評估，保證風電塔架的運行安全。

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模擬不同風電塔架晃動，研究風電塔架晃動對設備運行性能的影響，評估柔性風電塔架的安全性能的基于風電塔架晃動傾角模擬裝置的模擬方法。

背景技術

隨著我國風電開發的重心逐步向南方低風速地區轉移，為了獲得更好的風資源，開發更高塔架的風力發電機組逐漸成為行業熱點，對于柔性高塔機組的安全問題也成為行業關注的重點。相比傳統剛性塔架，柔性高塔的塔架高度更高，晃動幅度更大，晃動規律更加復雜。對于傳統剛性塔架，一般通過監測塔架晃動的固有頻率和加速度幅值即可實現塔架運行安全保護。而對于柔性高塔，塔架晃動的固有頻率和加速度幅值不足以充分體現機組的安全狀態，為了保護柔性高塔機組的運行安全，還需要對塔架晃動位移進行監測。但是，現有的風電機組塔架晃動監測手段無法精準測量塔架晃動傾角，難以實現塔架晃動位移的有效監測。因此，通過技術手段模擬風電塔架的晃動傾角，對于研究塔架晃動規律，提高風電塔架的設計水平以及塔架晃動的監測能力，保證風電塔架的安全運行具有重要意義。

發明內容

本發明為了克服現有技術中存在的無法精確測量塔架晃動傾角，難以實現有效監控的不足，提供了一種能夠模擬不同風電塔架晃動，研究風電塔架晃動對設備運行性能的影響，評估柔性風電塔架的安全性能的基于風電塔架晃動傾角模擬裝置的模擬方法。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種基于風電塔架晃動傾角模擬裝置的模擬方法，風電塔架晃動傾角模擬裝置包括底座，設于底座上的工裝支架和直驅電機，設于工裝支架上的加速度傳感器，編碼器，控制器和計算機；所述編碼器分別與直驅電機和控制器電連接，計算機和加速度傳感器均與控制器電連接，所述直驅電機與工裝支架連接；包括如下步驟：

(1-1)在風電塔架的頂端安裝加速度傳感器，測量獲得風電塔架晃動的加速度，并經過計算得到風電塔架的固有頻率，其中，風電塔架晃動的加速度L1表示風電塔架的高度，ω1表示風電塔架晃動的角速度，t表示時間，表示風電塔架的角加速度；

(1-2)通過直驅電機帶動工裝支架晃動，測量獲得工裝支架晃動的加速度，使工裝支架的角速度變化和風電塔架的角速度一致，模擬風電塔架的晃動；

(1-3)通過編碼器測量直驅電機的旋轉角度，即可獲得風電塔架晃動傾角的模擬結果。

本發明首先測量計算獲得實際風電塔架晃動的加速度和固有頻率，然后通過直驅電機帶動工裝支架晃動，通過加速度傳感器測量獲得工裝支架晃動的加速度，使工裝支架的角速度變化和風電塔架的角速度保持一致，模擬風電塔架的晃動，最后通過編碼器測量直驅電機的旋轉角度，即可獲得風電塔架晃動傾角的模擬結果。

作為優選，步驟(1-2)的具體步驟如下：

(2-1)計算機對控制器進行編程，設定直驅電機的旋轉速度，輸出的控制信號經編碼器轉換后輸入直驅電機，控制直驅電機以設定的旋轉速度往復旋轉，直驅電機的轉子帶動工裝支架晃動；

(2-2)通過設于工裝支架頂端的加速度傳感器測量獲得工裝支架晃動的加速度和固有頻率，其中，工裝支架晃動的加速度L2表示工裝支架的高度，ω2表示工裝支架晃動的角速度，表示工裝支架的角加速度；