[發(fā)明專利]一種基于風電機組凈空監(jiān)測的載荷監(jiān)控方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010945657.0
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112283047B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王磊;廖戡武;李小孟;巫發(fā)明;李慧新
• 申請（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D7/04
• 代理公司: 株洲湘知知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43232
• 代理人: 王宏

本發(fā)明公開了一種基于風電機組凈空監(jiān)測的載荷監(jiān)控方法及系統(tǒng)，通過建立數(shù)據(jù)庫，對比實時凈空與凈空閾值，當實時凈空大于凈空閾值時，通過獲取風電機組狀態(tài)數(shù)據(jù)，結(jié)合實時凈空，得到對應(yīng)的實時葉根載荷、實時傳動鏈載荷、實時塔頂載荷和實時塔底載荷；當實時葉根載荷、實時傳動鏈載荷、實時塔頂載荷和實時塔底載荷中任意一項大于等于其對應(yīng)的葉根載荷閾值、傳動鏈載荷閾值、塔頂載荷閾值或塔底載荷閾值時，風電機組停機；系統(tǒng)包括凈空監(jiān)控判斷模塊、載荷監(jiān)控判斷模塊和風電機組狀態(tài)數(shù)據(jù)模塊；通過實時凈空與風電機組狀態(tài)數(shù)據(jù)的結(jié)合，實現(xiàn)風電機組載荷的估算，進而更好的保障風電機組的安全運行，并且成本更低，無需再次額外投入設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風電機組的載荷監(jiān)測領(lǐng)域，特別是涉及一種基于風電機組凈空監(jiān)測的載荷監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著葉片越來越長，柔性越來越大；加之風電機組成本壓力巨大，風電機組設(shè)計過程中凈空的裕量越來越小，為風電機組配置凈空監(jiān)測系統(tǒng)，實時測量風電機組運行過程中的凈空數(shù)據(jù)，已經(jīng)越來越有必要，并且為了保障風電機組安全運行，對于風電機組載荷的監(jiān)測也是必需的。

現(xiàn)有技術(shù)中多為針對凈空，即葉片距離塔筒標明的距離的監(jiān)測或測量的方法，或者通過傳感器測量葉根載荷、塔頂載荷，與閾值載荷進行對比，來決定風電機組是否需要停機，以保障風電機組的安全運行；現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)測方法將凈空監(jiān)測和載荷監(jiān)測分開進行，造成了投入設(shè)備多，監(jiān)測過程繁復(fù)，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于風電機組凈空監(jiān)測的載荷監(jiān)控方法，通過建立凈空、葉根載荷、傳動鏈載荷、塔頂載荷、塔底載荷和風電機組狀態(tài)數(shù)據(jù)間的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，利用實時凈空數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對風電機組中葉根載荷、傳動鏈載荷、塔頂載荷、塔底載荷的判斷，進而判斷風電機組是否停機或降載操作，保證了風電機組的安全性。

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種基于風電機組凈空監(jiān)測的載荷監(jiān)控方法，已知風電機組凈空閾值、葉根載荷閾值、傳動鏈載荷閾值、塔頂載荷閾值和塔底載荷閾值，建立凈空、葉根載荷、傳動鏈載荷、塔頂載荷、塔底載荷和風電機組狀態(tài)數(shù)據(jù)間的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，包括以下步驟：

S1.獲取實時凈空；本方法中實時凈空數(shù)據(jù)可通過測距傳感器測量得到。

S2.對比所述實時凈空與凈空閾值，當所述實時凈空小于等于所述凈空閾值時，風電機組停機；當所述實時凈空大于所述凈空閾值時，進入載荷判斷階段，具體包括以下步驟：

S21.獲取風電機組狀態(tài)數(shù)據(jù)，結(jié)合所述實時凈空，得到對應(yīng)的實時葉根載荷、實時傳動鏈載荷、實時塔頂載荷和實時塔底載荷；

S22.對比所述實時葉根載荷、實時傳動鏈載荷、實時塔頂載荷和實時塔底載荷與所述葉根載荷閾值、傳動鏈載荷閾值、塔頂載荷閾值和塔底載荷閾值，當所述實時葉根載荷、實時傳動鏈載荷、實時塔頂載荷和實時塔底載荷中任意一項大于等于其對應(yīng)的葉根載荷閾值、傳動鏈載荷閾值、塔頂載荷閾值或塔底載荷閾值時，風電機組停機。

進一步地，所述風電機組狀態(tài)數(shù)據(jù)包括發(fā)電功率、風輪轉(zhuǎn)速、發(fā)電機轉(zhuǎn)速、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、槳距角、機艙加速度和變槳速率。

進一步地，為了建立有效數(shù)據(jù)庫，所述凈空、葉根載荷、傳動鏈載荷、塔頂載荷、塔底載荷和風電機組狀態(tài)數(shù)據(jù)間的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫由實測得到，并經(jīng)過風電機組的實測數(shù)據(jù)的驗證；通過實測得到的數(shù)據(jù)庫實際驗證有效且可重復(fù)使用，隨著實測的增加，數(shù)據(jù)庫將越發(fā)完善，監(jiān)測及對比精度更高。

進一步地，所述凈空閾值、葉根載荷閾值、傳動鏈載荷閾值、塔頂載荷閾值和塔底載荷閾值預(yù)置在數(shù)據(jù)庫中；凈空閾值、葉根載荷閾值、傳動鏈載荷閾值、塔頂載荷閾值和塔底載荷閾值在風電機組設(shè)計過程中預(yù)設(shè)了閾值。

進一步地，所述實時凈空通過測距傳感器測量得到。