[發(fā)明專利]風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)向標(biāo)的監(jiān)測方法、監(jiān)測系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電機組

有效

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• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112523973B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮勝東;韋永清;周濤;黃雄哲;李緩
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電氣風(fēng)電集團股份有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D7/04
• 代理公司: 北京博思佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11415
• 代理人: 王茹

本發(fā)明實施例提供一種風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)向標(biāo)的監(jiān)測方法、監(jiān)測系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電機組。該監(jiān)測方法包括：分別獲取安裝于風(fēng)力發(fā)電機組的第一風(fēng)向標(biāo)的第一風(fēng)向測量值和第二風(fēng)向標(biāo)的第二風(fēng)向測量值；獲取風(fēng)速測量值及風(fēng)力發(fā)電機組塔筒的扭矩測量值；基于風(fēng)速測量值及扭矩測量值計算出等效風(fēng)向值；及基于第一風(fēng)向測量值、第二風(fēng)向測量值及等效風(fēng)向值來監(jiān)測第一風(fēng)向標(biāo)和第二風(fēng)向標(biāo)的有效性。從而可以避免因誤判風(fēng)向標(biāo)故障而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機組的安全隱患，也可以避免直接停機而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)向標(biāo)的監(jiān)測方法、監(jiān)測系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電機組。

背景技術(shù)

隨著煤炭、石油等能源的逐漸枯竭，人類越來越重視可再生能源的利用。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源越來越受到世界各國的重視。對于缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區(qū)、山區(qū)和高原地帶，因地制宜地利用風(fēng)力發(fā)電，非常適合，大有可為。風(fēng)力發(fā)電是指利用風(fēng)力發(fā)電機組把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)換為電能。

風(fēng)向標(biāo)是風(fēng)力發(fā)電機組的重要組成部分，其主要功能為測量實時風(fēng)向，作為偏航的依據(jù)，降低風(fēng)力發(fā)電機組載荷并實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機組的最大風(fēng)能捕獲。目前隨著風(fēng)力發(fā)電機組容量越來越大，葉片也越來越長，偏航誤差導(dǎo)致的載荷及功率損失影響愈發(fā)顯著，風(fēng)向標(biāo)的有效性也越來越重要。

目前，風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)速風(fēng)向測量有機械式、超聲波式的傳統(tǒng)測量方法，也有激光測風(fēng)儀等前饋性測量工具。從經(jīng)濟性和功能性角度考慮，一般風(fēng)力發(fā)電機組目前都使用機械式加超聲波式兩個風(fēng)向標(biāo)進行風(fēng)向測量，兩者互為冗余。

當(dāng)前風(fēng)向標(biāo)的有效性測量主要依托兩個風(fēng)向標(biāo)之間的互相比較，當(dāng)兩者數(shù)據(jù)不一致時，以數(shù)值高者為準(zhǔn)或者取平均值繼續(xù)運行；也有廠商會在數(shù)據(jù)不一致時直接報故障停機。然而，這種機械式加超聲波式的風(fēng)向標(biāo)組合，當(dāng)有一個或者兩個風(fēng)向標(biāo)都失效情況下，反饋的數(shù)據(jù)不一致，是無法通過數(shù)據(jù)準(zhǔn)確判斷具體哪一個風(fēng)向標(biāo)失效的，單以數(shù)據(jù)大小判別是不合理的，無法準(zhǔn)確體現(xiàn)風(fēng)向標(biāo)的有效性。而如果兩者數(shù)據(jù)不一致就直接停機，則也會導(dǎo)致風(fēng)機發(fā)電量的損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)向標(biāo)的監(jiān)測方法、監(jiān)測系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電機組，能夠提高風(fēng)向標(biāo)的監(jiān)測準(zhǔn)確度。

本發(fā)明實施例的一個方面提供一種風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)向標(biāo)的監(jiān)測方法。所述監(jiān)測方法包括：分別獲取安裝于風(fēng)力發(fā)電機組的第一風(fēng)向標(biāo)的第一風(fēng)向測量值和第二風(fēng)向標(biāo)的第二風(fēng)向測量值；獲取風(fēng)速測量值及風(fēng)力發(fā)電機組塔筒的扭矩測量值；基于所述風(fēng)速測量值及所述扭矩測量值計算出等效風(fēng)向值；及基于所述第一風(fēng)向測量值、所述第二風(fēng)向測量值及所述等效風(fēng)向值來監(jiān)測所述第一風(fēng)向標(biāo)和所述第二風(fēng)向標(biāo)的有效性。

本發(fā)明實施例的另一個方面還提供一種風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)向標(biāo)的監(jiān)測系統(tǒng)。所述監(jiān)測系統(tǒng)包括安裝于風(fēng)力發(fā)電機組的第一風(fēng)向標(biāo)、第二風(fēng)向標(biāo)、風(fēng)速計及扭矩傳感器、以及控制器。所述控制器包括數(shù)據(jù)采集模塊，所述第一風(fēng)向標(biāo)、所述第二風(fēng)向標(biāo)、所述風(fēng)速計及所述扭矩傳感器分別連接到所述數(shù)據(jù)采集模塊，所述控制器通過所述數(shù)據(jù)采集模塊分別獲取所述第一風(fēng)向標(biāo)的第一風(fēng)向測量值、所述第二風(fēng)向標(biāo)的第二風(fēng)向測量值、所述風(fēng)速計的風(fēng)速測量值及所述扭矩傳感器的扭矩測量值。其中，所述控制器用于基于所述風(fēng)速測量值及所述扭矩測量值計算出等效風(fēng)向值，并基于所述第一風(fēng)向測量值、所述第二風(fēng)向測量值及所述等效風(fēng)向值來監(jiān)測所述第一風(fēng)向標(biāo)和所述第二風(fēng)向標(biāo)的有效性。

本發(fā)明實施例的又一個方面還提供一種風(fēng)力發(fā)電機組，包括塔筒、安裝于所述塔筒頂端的機艙、安裝于所述機艙一端的輪轂以及安裝于所述輪轂上的多個葉片。所述風(fēng)力發(fā)電機組還包括如上所述的風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)向標(biāo)的監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明實施例的風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)向標(biāo)的監(jiān)測方法及其監(jiān)測系統(tǒng)充分考慮了風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電需求，通過加裝扭矩傳感器，并將信號接入到控制器中，利用得到的實時風(fēng)速測量值及扭矩測量值反推等效風(fēng)向值，來校核監(jiān)控風(fēng)向標(biāo)數(shù)據(jù)測量的有效性，從而可以避免因誤判風(fēng)向標(biāo)故障而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機組的安全隱患，同時也可以避免直接停機而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量損失。