[發明專利]一種基于多普勒激光雷達技術的風力發電機風速風向儀狀態評估方法及系統

有效

• 申請號: 202011261401.4
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112576453B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 傅潔
• 申請（專利權）人: 南京力思拓能源科技有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D9/25
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 竇賢宇

1.一種基于多普勒激光雷達技術的風力發電機風速風向儀狀態評估方法，其特征是包括以下階段：

第一階段、建立風力發電機幾何模型；所述的風力發電機幾何模型輸入初始數據包括風力發電機葉片、機艙、塔筒、風向儀安裝位置幾何尺寸、風向儀安裝位置；利用所述的風力發電機幾何模型進行數值模擬計算，輸入條件為風速；輸出內容為風力發電機風向儀受葉輪擾動的修正系數；包括：不停機狀態下，不同風速對應的風力發電機風向儀受葉輪擾動的修正系數；葉片Y型停機狀態下，不同風速對應的風力發電機風向儀受葉輪擾動的修正系數；

第二階段、利用多普勒激光雷測量風力發電機風速風向儀安裝高度位置的風速數據；將多普勒激光雷達布置于風力發電機來風方向前端地面0-50米范圍內，測量風力發電機風向儀安裝高度位置的風速數據；根據多普勒激光雷達實時測得的風速數據調用不停機狀態下，風力發電機風向儀受葉輪擾動的修正系數；將修正后的風速數據與風力發電機風向儀測得數據進行比對；設定篩查偏差限值，當修正后的風速數據與風力發電機風向儀測得數據偏差超過篩查偏差限值時，進入第三階段；當修正后的風速數據與風力發電機風向儀測得數據偏差不超過篩查偏差限值時，記錄數據偏差，用于風向儀系統初始修正設置；

第三階段、針對第二階段數據偏差超過篩查偏差限值的風力發電機進行停機測試；將風機葉片呈Y型停機；將多普勒激光雷達布置于風力發電機來風方向前端地面0-50米范圍內，測量風力發電機風向儀安裝高度位置的風速數據；根據多普勒激光雷達實時測得的風速數據調用停機狀態下，風力發電機風向儀受葉輪擾動的修正系數；將修正后的風速數據與風力發電機風向儀測得數據進行比對；設定篩查偏差限值，當修正后的風速數據與風力發電機風向儀測得數據偏差超過篩查偏差限值時，認定被測風力發電機風向儀存在故障，需要維修或更換。

2.根據權利要求1所述的一種基于多普勒激光雷達技術的風力發電機風速風向儀狀態評估方法，其特征在于，第二階段中所述篩查偏差限值=風向儀準確度等級%×修正后的風速數據。

3.一種基于多普勒激光雷達技術的風力發電機風速風向儀狀態評估方法，其特征是包括如下模塊：

用于建立風力發電機幾何模型的第一模塊；所述第一模塊建立的風力發電機幾何模型輸入初始數據包括風力發電機葉片、機艙、塔筒、風向儀安裝位置幾何尺寸、風向儀安裝位置；利用所述的風力發電機幾何模型進行數值模擬計算，輸入條件為風速；輸出內容為風力發電機風向儀受葉輪擾動的修正系數；包括：不停機狀態下，不同風速對應的風力發電機風向儀受葉輪擾動的修正系數；葉片Y型停機狀態下，不同風速對應的風力發電機風向儀受葉輪擾動的修正系數；

利用多普勒激光雷測量風力發電機風速風向儀安裝高度位置的風速數據的第二模塊；所述第二模塊進一步用于將多普勒激光雷達布置于風力發電機來風方向前端地面0-50米范圍內，測量風力發電機風向儀安裝高度位置的風速數據；根據多普勒激光雷達實時測得的風速數據調用不停機狀態下，風力發電機風向儀受葉輪擾動的修正系數；將修正后的風速數據與風力發電機風向儀測得數據進行比對；設定篩查偏差限值，當修正后的風速數據與風力發電機風向儀測得數據偏差超過篩查偏差限值時，進入第三階段；當修正后的風速數據與風力發電機風向儀測得數據偏差不超過篩查偏差限值時，記錄數據偏差，用于風向儀系統初始修正設置；

針對第二階段數據偏差超過篩查偏差限值的風力發電機進行停機測試的第三模塊；所述第三模塊進一步用于將風機葉片呈Y型停機；將多普勒激光雷達布置于風力發電機來風方向前端地面0-50米范圍內，測量風力發電機風向儀安裝高度位置的風速數據；根據多普勒激光雷達實時測得的風速數據調用停機狀態下，風力發電機風向儀受葉輪擾動的修正系數；將修正后的風速數據與風力發電機風向儀測得數據進行比對；設定篩查偏差限值，當修正后的風速數據與風力發電機風向儀測得數據偏差超過篩查偏差限值時，認定被測風力發電機風向儀存在故障，需要維修或更換。