[發(fā)明專利]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂位移實(shí)時(shí)監(jiān)測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111128049.1
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN113738600B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代思維;何其鋒;張帆;劉杰;楊微;李素紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D13/20
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50236
• 代理人: 劉立烈

本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂位移實(shí)時(shí)監(jiān)測方法及系統(tǒng)，主控系統(tǒng)首先通過信號采集系統(tǒng)采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔頂傾角信號、塔底傾角信號和塔頂位移信號，通過塔頂傾角信號、塔底傾角信號和塔頂位移信號確定塔頂傾角數(shù)據(jù)、塔底傾角數(shù)據(jù)和塔頂位移數(shù)據(jù)，主控系統(tǒng)通過塔頂傾角數(shù)據(jù)、塔底傾角數(shù)據(jù)確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂相對于塔底的傾角數(shù)據(jù)，以消除基礎(chǔ)傾斜對傾角數(shù)據(jù)造成的影響，提高監(jiān)測結(jié)果的精度；再通過傾角數(shù)據(jù)和塔頂位移數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，確定傾角?位移擬合曲線；主控系統(tǒng)確定塔頂相對于塔底的實(shí)時(shí)傾角數(shù)據(jù)，并通過傾角?位移擬合曲線確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂?shù)膶?shí)時(shí)位移，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂位移的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于計(jì)量位移的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂位移實(shí)時(shí)監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂位移可以表征塔筒載荷，當(dāng)前針對塔頂位移的主流監(jiān)測方法有：1、基于圖像識別的位移監(jiān)測技術(shù)；2、基于全球衛(wèi)星導(dǎo)航和慣性導(dǎo)航的組合定位定向技術(shù)。但這兩項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)階段都成本偏高，且存在在極端惡劣天氣下無法正常工作的局限性，導(dǎo)致其不能批量應(yīng)用。

公開號為CN111220110A的專利公開了一種塔頂?shù)皖l振動水平位移監(jiān)測方法，包括：通過傾角采集裝置獲得塔頂位置的傾角信號，通過相對式測振裝置采集同一時(shí)刻的塔頂振動水平位移數(shù)據(jù)；對采集時(shí)刻獲取的塔頂傾角數(shù)據(jù)和水平位移數(shù)據(jù)求取回歸方程；實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)水平位移監(jiān)控。

該專利技術(shù)以塔頂實(shí)時(shí)角度測量來間接得到對應(yīng)的實(shí)時(shí)塔頂水平位移值，大大降低了現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的難度；以運(yùn)用一次相對式測振裝置對傾角和水平位移的定標(biāo)來替代終生外部遠(yuǎn)距離振動位移監(jiān)測，極大地降低了監(jiān)測成本。

但是該專利以塔筒處于理想豎直狀態(tài)為出發(fā)點(diǎn)，沒有考慮塔頂中心偏移和基礎(chǔ)非絕對水平或者基礎(chǔ)是浮體的問題。傾角傳感器是利用重力原理，所以其傾角值都是相對于絕對水平面的。但是，因?yàn)樗不A(chǔ)存在施工誤差，會與絕對水平面存在誤差角度，特別是在漂浮式機(jī)組上，其塔筒基礎(chǔ)是浮體，在波浪的作用下，存在不同程度的搖擺，誤差角度不僅較大，而且會動態(tài)變化。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂位移實(shí)時(shí)監(jiān)測方法及系統(tǒng)。通過計(jì)算出的塔頂相對于塔底的傾斜角度，以消除誤差角度的影響，提高監(jiān)測結(jié)果的精度。

第一方面，提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂位移實(shí)時(shí)監(jiān)測方法，包括：

確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔頂相對于塔底的傾角數(shù)據(jù)，以及塔頂?shù)奈灰茢?shù)據(jù)；

通過傾角數(shù)據(jù)和塔頂位移數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，確定傾角-位移擬合曲線；

確定所述塔頂相對于塔底的實(shí)時(shí)傾角數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述實(shí)時(shí)傾角數(shù)據(jù)，通過所述傾角-位移擬合曲線確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂?shù)膶?shí)時(shí)位移。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可實(shí)現(xiàn)方式中，采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔頂傾角數(shù)據(jù)和塔底傾角數(shù)據(jù)，通過塔頂傾角數(shù)據(jù)和塔底傾角數(shù)據(jù)確定所述塔頂相對于塔底的傾角數(shù)據(jù)。

結(jié)合第一方面的第一種可實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可實(shí)現(xiàn)方式中，分別通過水平安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂和塔底的傾角傳感器，采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔頂傾角數(shù)據(jù)和塔底傾角數(shù)據(jù)。

結(jié)合第一方面的第二種可實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第三種可實(shí)現(xiàn)方式中，所述傾角傳感器為兩軸傾角傳感器，通過兩軸傾角傳感器檢測到的傾角信號合成傾角數(shù)據(jù)。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第四種可實(shí)現(xiàn)方式中，通過水平安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂?shù)男l(wèi)星慣導(dǎo)組合定位系統(tǒng)，采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔頂位移數(shù)據(jù)。

第二方面，提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔頂位移實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

信號采集系統(tǒng)，配置為采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔頂傾角信號、塔底傾角信號和塔頂位移信號；