[發(fā)明專利]一種基于多普勒激光雷達技術的風力發(fā)電機風速風向儀狀態(tài)評估方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112576453B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)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

本發(fā)明提出了一種基于多普勒激光雷達技術的風力發(fā)電機風速風向儀狀態(tài)評估方法及系統(tǒng)，所述方法包括第一階段、第二階段、第三階段：第一階段，建立風力發(fā)電機幾何模型，確定風力發(fā)電機風向儀受葉輪擾動的修正系數(shù)；第二階段，將多普勒激光雷達布置于風力發(fā)電機來風方向前端地面0?50米范圍內，測量風力發(fā)電機風向儀安裝高度位置的風速數(shù)據(jù)；第三階段,針對第二階段數(shù)據(jù)偏差超過篩查偏差限值的風力發(fā)電機進行停機測試；當修正后的風速數(shù)據(jù)與風力發(fā)電機風向儀測得數(shù)據(jù)偏差超過篩查偏差限值時，認定被測風力發(fā)電機風向儀存在故障，需要維修或更換。

技術領域

本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電機風速風向儀狀態(tài)評估方法，尤其涉及一種基于多普勒激光雷達技術的風力發(fā)電機風速風向儀狀態(tài)評估方法及系統(tǒng)。

背景技術

風力發(fā)電機風向儀是整個發(fā)電系統(tǒng)中十分重要的傳感器，不精確或不正確的傳感器信號不僅僅會使風機效率低下而且會影響風機安全運行及其它部件的壽命。

現(xiàn)有的風向儀校準方式面臨主要問題包括：無法判斷實際運行狀態(tài)、拆卸及安裝過程麻煩、校準運輸過程周期長，信號傳輸及分析系統(tǒng)無法校準等。此外，由于風向儀安裝于葉輪后方，其受葉輪干擾引起的數(shù)據(jù)偏差無法通過現(xiàn)有校準方式評估，而這一部分偏差對風機效率、風機安全會產生重大影響。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：一個目的是提出一種基于多普勒激光雷達技術的風力發(fā)電機風速風向儀狀態(tài)評估方法，以解決現(xiàn)有技術存在的上述問題。進一步目的是提出一種實現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)。

技術方案：一種基于多普勒激光雷達技術的風力發(fā)電機風速風向儀狀態(tài)評估方法，包括以下階段：

第一階段、建立風力發(fā)電機幾何模型；

第二階段、利用多普勒激光雷測量風力發(fā)電機風速風向儀安裝高度位置的風速數(shù)據(jù)；

第三階段、針對第二階段數(shù)據(jù)偏差超過篩查偏差限值的風力發(fā)電機進行停機測試。

在進一步的實施例中，第一階段中所述的風力發(fā)電機幾何模型輸入初始數(shù)據(jù)包括風力發(fā)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(fā)電機幾何模型進行數(shù)值模擬計算，輸入條件為風速；輸出內容為風力發(fā)電機風向儀受葉輪擾動的修正系數(shù)；包括：不停機狀態(tài)下，不同風速對應的風力發(fā)電機風向儀受葉輪擾動的修正系數(shù)；葉片Y型停機狀態(tài)下，不同風速對應的風力發(fā)電機風向儀受葉輪擾動的修正系數(shù)。

在進一步的實施例中，所述第二階段進一步包括：將多普勒激光雷達布置于風力發(fā)電機來風方向前端地面0-50米范圍內，測量風力發(fā)電機風向儀安裝高度位置的風速數(shù)據(jù)；根據(jù)多普勒激光雷達實時測得的風速數(shù)據(jù)調用不停機狀態(tài)下，風力發(fā)電機風向儀受葉輪擾動的修正系數(shù)；將修正后的風速數(shù)據(jù)與風力發(fā)電機風向儀測得數(shù)據(jù)進行比對；設定篩查偏差限值，當修正后的風速數(shù)據(jù)與風力發(fā)電機風向儀測得數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)與風力發(fā)電機風向儀測得數(shù)據(jù)偏差不超過篩查偏差限值時，記錄數(shù)據(jù)偏差，用于風向儀系統(tǒng)初始修正設置。

在進一步的實施例中，所述第三階段進一步包括：將風機葉片呈Y型停機；將多普勒激光雷達布置于風力發(fā)電機來風方向前端地面0-50米范圍內，測量風力發(fā)電機風向儀安裝高度位置的風速數(shù)據(jù)；根據(jù)多普勒激光雷達實時測得的風速數(shù)據(jù)調用停機狀態(tài)下，風力發(fā)電機風向儀受葉輪擾動的修正系數(shù)；將修正后的風速數(shù)據(jù)與風力發(fā)電機風向儀測得數(shù)據(jù)進行比對；設定篩查偏差限值，當修正后的風速數(shù)據(jù)與風力發(fā)電機風向儀測得數(shù)據(jù)偏差超過篩查偏差限值時，認定被測風力發(fā)電機風向儀存在故障，需要維修或更換。

在進一步的實施例中，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(shù)據(jù)。

一種基于多普勒激光雷達技術的風力發(fā)電機風速風向儀狀態(tài)評估系統(tǒng)，其特征是包括如下模塊：

用于建立風力發(fā)電機幾何模型的第一模塊；