[发明专利]风电机组塔筒倾斜变形测量方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及风电机组塔筒测量技术，尤其涉及一种风电机组塔筒倾斜变形测量方法、装置和系统。

背景技术

塔筒是风力发电机组中的承重部件，承受着推力、弯矩和扭矩负荷等复杂多变的载荷，使得风力发电机组运行过程中，塔筒会出现一定幅度的摇摆和扭曲等变形；此外，塔筒还会受到材料变形、零部件失效以及地基沉降等因素的影响，产生倾斜。塔筒过大的倾斜变形会影响风力发电机组的正常运行，严重的还会产生安全事故，因此，需要对塔筒的倾斜变形进行实时测量。

目前，在对塔筒进行倾斜变形测量时，通常是在塔筒上安装多个GPS接收机，根据GPS测量数据来绘制得到塔筒的倾斜变形曲线，这种方式成本较高，且在计算塔筒变形时，未考虑塔筒的非线性变形的特点，通常是基于单一倾角和刚体变形来计算得到塔筒的变形量，导致计算得到塔筒的变形曲线不准确。图1为现有计算得到塔筒变形时得到的塔筒变形曲线图。如图1所示，曲线A1表示塔筒未发生变形时的曲线，曲线A2为现有技术根据GPS测量数据得到的塔筒变形的线性变形曲线，而塔筒产生的变形曲线可能如图1中曲线A3所示的非线性变形曲线，这样，现有根据GPS测量数据得到的塔筒的变形曲线将会变得不准确。此外，现有技术中也有通过在塔筒上设置多个倾斜传感器对塔筒的倾斜变形进行测量，其测量得到的塔筒的变形曲线仍旧为线性变形曲线，而非塔筒的真实变形曲线，导致测量结果不准确。

综上，现有采用GPS或倾斜传感器测量塔筒倾斜变形时，未考虑塔筒的非线性变形的影响，导致塔筒变形测量结果不准确；且采用GPS测量时成本高。

发明内容

本发明提供一种风电机组塔筒倾斜变形测量方法、装置和系统，可有效克服现有技术存在的塔筒倾斜变形测量结果不准确，以及采用GPS测量成本较高的问题。

本发明提供一种风电机组塔筒倾斜变形测量方法，用于塔筒的倾斜变形测量，所述塔筒上的至少一个高度位置设置有倾斜加速传感器组，所述倾斜加速度传感器组包括倾斜传感器以及与倾斜传感器配合的加速度传感器；所述方法包括：

获得塔筒上倾斜传感器测量得到的倾斜角，以及加速度传感器测量得到的加速度；

根据测量得到的倾斜角和加速度，获得所述塔筒的静态变形量、准静态变形量和动态变形量，并根据所述塔筒的静态变形量、准静态变形量和动态变形量确定塔筒的倾斜变形方程，所述倾斜变形方程包括静态准静态变形方程和动态变形方程；

根据所述塔筒的倾斜变形方程，确定所述塔筒的倾斜变形曲线。

本发明提供一种风电机组塔筒倾斜变形测量装置，用于塔筒的倾斜变形测量，所述塔筒上的至少一个高度位置设置有倾斜加速传感器组，所述倾斜加速度传感器组包括倾斜传感器以及与倾斜传感器配合的加速度传感器；所述装置包括：

数据获取模块，用于获得塔筒上倾斜传感器测量得到的倾斜角，以及加速度传感器测量得到的加速度；

变形计算模块，用于根据测量得到的倾斜角和加速度，获得所述塔筒的静态变形量、准静态变形量和动态变形量，并根据所述塔筒的静态变形量、准静态变形量和动态变形量确定塔筒的倾斜变形方程，所述倾斜变形方程包括静态准静态变形方程和动态变形方程；

曲线获取模块，用于根据所述塔筒的倾斜变形方程，确定所述塔筒的倾斜变形曲线。

本发明提供一种风电机组塔筒倾斜变形测量系统，包括：

数据采集装置，包括在塔筒上的至少一个高度位置设置的倾斜加速传感器组，所述倾斜加速度传感器组包括倾斜传感器以及与倾斜传感器配合的加速度传感器；

变形测量装置，与所述数据采集装置连接，为采用上述权利要求8-11任一所述的风电机组塔筒倾斜变形测量装置。

本发明提供的风电机组塔筒倾斜变形测量方法、装置和系统，通过在塔筒上设置倾斜传感器和加速度传感器，从而可根据倾斜传感器和加速度传感器的测量值，获得塔筒的非线性变形曲线，得到的塔筒的非变性变形曲线体现了塔筒的实际的非线性变形，使测量得到的塔筒的变形曲线更加准确，且相对于传统采用GPS测量来说，成本低。

附图说明

图1为现有计算得到塔筒变形时得到的塔筒变形曲线图；

图2为本发明实施例中塔筒的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的风电机组塔筒倾斜变形测量方法流程示意图；

图4为图2中A处倾斜加速度传感器组的安装结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的风电机组塔筒倾斜变形测量装置结构示意图；

图6为本发明实施例三提供的风电机组塔筒倾斜变形测量装置结构示意图；