[發明專利]一種風電機組塔筒狀態監測方法

在審

• 申請號: 202211546690.1
• 申請日: 2022-12-05
• 公開（公告）號: CN116085211A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 蔡云龍;王昌景;范紅招;項忱;閔忠順;李濱;劉潔;王東利;敖瑞;李洪任
• 申請（專利權）人: 陜西中科啟智科技有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D13/20
• 代理公司: 武漢誠儒知識產權代理事務所(普通合伙) 42265
• 代理人: 邱琳

本發明提供了一種風電機組塔筒狀態監測方法，在塔筒的每層塔筒法蘭和每節塔筒中間位置環向均勻部署4個慣性測量裝置，在葉根輪轂內部署2個加速度傳感器，風電機組運行時，根據各監測數據實現塔筒狀態實時監測。本發明提供的一種風電機組塔筒狀態監測方法，可快速、有效地分析判斷出任何一節塔筒的下法蘭、塔筒中間部位、上法蘭在分別以主風向為起點、依次相隔90°的四個方位位置的變形量異常、角度變化異常情況，并發出安全預警信息。

技術領域

本發明涉及風電機組監測技術領域，尤其涉及一種風電機組塔筒狀態監測方法。

背景技術

風電機組是由葉輪迎風轉動帶動風力發電機轉動，將風能轉換為機械能，再轉換為電能的設備。塔筒是風電機組的關鍵受力部件之一，風電塔筒正常保持正常、安全狀態是風電機組正常工作的基本保證。風電塔筒的傾斜、變形、振動等問題，如果達到一定程度，可能會導致塔筒的倒塌、折斷的嚴重事故，危及人員安全，造成重大的經濟損失。

近幾年風電機組不斷朝著大型化、智能化方向發展，在線故障監測系統在風電機組上的應用越來越多，但往往較為簡單粗略，未能提供詳細的監測方式、計算方式，未能詳細說明對所測數據的詳細處理方式。

因此需要一種新型的風電機組塔筒狀態監測方法，對塔筒狀態進行實時監測，減少風電機組安全事故的發生。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種風電機組塔筒狀態監測方法，可快速、有效地分析判斷出任何一節塔筒的下法蘭、塔筒中間部位、上法蘭在分別以主風向為起點、依次相隔90°的四個方位位置的變形量異常、角度變化異常情況，并發出安全預警信息。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是：提供了一種風電機組塔筒狀態監測方法，包括以下過程：

S1、在塔筒的每層塔筒法蘭和每節塔筒中間位置環向均勻部署4個慣性測量裝置，在葉根輪轂內部署2個加速度傳感器；

S2、風電機組運行時，葉輪隨之轉動，加速度傳感器實時監測加速度數據，并由數據采集儀傳輸至中央處理器，中央處理器根據加速度數據獲取葉輪的實時轉速和各葉片的實時位置；慣性測量裝置實時監測各監測位置的慣性測量數據，并由數據采集儀傳輸至中央處理器，中央處理器根據慣性測量數據獲取各監測位置沿x方向、y方向和z方向三個方向的速度和位移，以及繞x方向、y方向和z方向轉動的角速度和角度；對于各慣性測量裝置，x方向指主風向方向，z方向為豎直向上方向，y方向為與x方向和z方向垂直的方向；

S3、根據各監測數據實現塔筒狀態實時監測，包括以下過程：

S3.1、設第i節塔筒中間的第j個慣性測量裝置標記為第i_tj號慣性測量裝置，以時間T＝1秒為一個數據統計分析周期，將通過第i_tj號慣性測量裝置的慣性測量數據進行分析計算得到的沿x方向、y方向和z方向三個方向的位移記為D_{_i_tjx}、D_{_i_tjy}和D_{_i_tjz}，繞x方向、y方向和z方向三個方向的角度變化記為A_{_i_tjx}、A_{_i_tjy}和A_{_i_tjz}；第i層塔筒法蘭的第j個慣性測量裝置標記為第i_fj號慣性測量裝置，將通過第i_fj號慣性測量裝置的慣性測量數據進行分析計算得到的沿x方向、y方向和z方向三個方向的位移記為D_{_i_fjx}、D_{_i_fjy}和D_{_i_fjz}，繞x方向、y方向和z方向三個方向的角度變化記為A_{_i_fjx}、A_{_i_fjy}和A_{_i_fjz}；當該時間T＝1秒數據統計分析周期結束后，立即開始下一個T＝1秒數據統計分析周期，如此不間斷統計分析；重復步驟S3.2至步驟S3.4，循環地對各節塔筒狀態進行監測；

S3.2、對于當前第i節塔筒及上下法蘭的慣性測量裝置，若以下三種情況中的任一情況成立：