[發明專利]一種風電機組葉尖與塔筒距離監測方法及系統

在審

• 申請號: 202011155460.3
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112539707A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 王安慶;龔利策;李松迪;趙娜;賈海坤;付德義;李婷;王瑞明;薛揚;馬曉晶
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14;F03D17/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種風電機組葉尖與塔筒距離監測方法，其特征在于，包括：

利用位于風電機組機艙內前側塔筒和葉片之間的激光發射器發射激光束；

基于風電機組機艙內的信號接收器接收反射的激光束形成反饋信號；

基于風電機組機艙內數據接收器接受到的所述反饋信號和預先設定的葉尖與塔筒距離計算式計算葉尖與塔筒之間距離。

2.如權利要求1所述的監測方法，其特征在于，所述利用位于風電機組機艙內的激光發射器發射激光束，包括：

為所述激光發生器設置垂直通道；

基于所述垂直通道的兩側等角度設置多個通道。

3.如權利要求2所述的監測方法，其特征在于，所述多條激光束的角度區間為(-1.0°，3.0°)。

4.如權利要求2所述的監測方法，其特征在于，所述基于風電機組機艙內的信號接收器接收反射的激光束形成反饋信號，包括：

基于每個通道，當所述信號接收器接收反射的激光在設置的激光發生器的截取高度范圍內，則認為接收到所述通道碰到葉片的反饋信號，否則認為所述通道未碰到葉片的反饋信號。

5.如權利要求2所述的監測方法，其特征在于，所述基于風電機組機艙內數據接收器接受到的所述反饋信號和預先設定的葉尖與塔筒距離計算式計算葉尖與塔筒之間距離包括：

基于垂直激光束到達地面的點計算激光發生器與塔筒中心的距離；

基于所述反饋信號確定葉尖進入的激光束通道；

基于所述激光發生器與塔筒中心的距離和所述葉尖進入的激光束通道利用葉尖與塔筒距離計算式計算葉尖與塔筒之間的距離。

6.如權利要求5所述的監測方法，其特征在于，所述基于所述激光發生器與塔筒中心的距離和所述葉尖進入的激光束通道利用葉尖與塔筒距離計算式計算葉尖與塔筒之間的距離包括：

當風電機組葉尖進入垂直激光束右側時采用正角度計算式計算葉尖距離塔筒的距離；

當風電機組葉尖進入垂直激光束左側時采用負角度計算式計算葉尖與塔筒的距離。

7.如權利要求6所述的監測方法，其特征在于，所述正角度計算式如下式所示：

L_B＝L_A+Htan(0.1·(i-N))＝L₀-R_A+Htan(0.1·(i-N))

式中：L_A：垂直激光束到達與葉片等長位置塔筒筒壁的距離；H：激光發生機距離葉尖高度；R_A：垂直激光束到達與葉片等長位置水平線上塔筒的半徑；L_B'：在進入垂直激光束右側葉尖距離塔筒距離；i：激光束信號通道；N：垂直激光束信號通道的標號；

其中垂直激光束到達與葉片等長位置塔筒筒壁的距離L_A按下式計算：

L_A＝L₀-R_A

式中：L₀：激光發生器距離塔筒中軸線距離。

8.如權利要求7所述的監測方法，其特征在于，所述負角度計算式如下式所示：

L_B＝L_A-Htan(0.1·(N-i))＝L₀-R_A-Htan(0.1·(N-i))

式中：L_B：在進入垂直激光束左側范圍葉尖與塔筒距離。

9.一種風電機組葉尖與塔筒距離監測系統，其特征在于，包括：激光發生器、信號接收器和數據采集器；

所述激光發生器安裝于風電機組機艙內前側塔筒和葉片之間，用于發射激光束；

所述信號接收器與激光發生器連接，用于接收反射的激光束形成的反饋信號；

所述數據采集器與信號接收器連接，用于接收信號接收器傳輸的反饋信號，基于所述反饋信號計算和顯示葉尖與塔筒距離；

所述信號接收器與激光接收器均位于風電機組機艙內部。

10.如權利要求9所述的監測系統，其特征在于，所述風電機組機艙底板設置有孔洞，所述激光發生器固定在所述孔洞處；

所述孔洞設置在機艙底板的中軸線位置，或主軸一側的機艙底板位置。