[实用新型]用于提高风机运行效率的测风装置及其风力发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种用于提高风机效率的测风装置及应用该测风装置的风力发电机组。

背景技术

在风力发电机组的工作过程中，为保证其发电功率的稳定性，需要根据风速对叶轮的桨距角进行及时调整。因此，对风速的准确测量就显得尤为重要。

目前，常采用一种机械式测风装置实现上述风速测量过程。该装置类似于气象监测中所使用的叶轮式风速测量装置，其原理为：空气流动同时带动叶轮旋转，且叶轮的转速与风速具有正比关系，从而根据叶轮的转速即可获知此时的风速。

然而，采用上述风速测量方式的风力发电机组在实际应用中存在下述缺点。首先，由于上述测风装置采用机械结构的测量方式，其测量精度容易受到外部环境和机械磨擦等因素的影响而产生误差，从而降低风机变桨的调节精度，最终将影响风机的发电效率及稳定性。而且，由于上述测风装置多被安装在叶轮后方的机舱外部，空气在流动过程中会首先经过叶轮并损失一定的动能后才会经过该测风装置，因此将该位置处所测量的风速值用于对风机叶轮进行变桨控制势必产生一定的误差，同样会影响风机的变桨精度。为此，技术人员试图采用发电机转速作为变桨系统的输入参数，具体是根据发电机转速的变化对桨距角进行调整，然而该方案具有一定的滞后性，从而使风机的输出功率不断波动，不仅会降低风机的实际发电量，而且还会增加叶轮系统所受的载荷，进而影响风机的使用寿命。

发明内容

发明目的：本实用新型提供一种用于提高风机运行效率的测风装置及其风力发电机组，其目的是解决以往的风速测量方式效果不理想的问题。

技术方案：本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于提高风机运行效率的测风装置，其特征在于：所述测风装置包括非接触式测量探头、测量控制单元和输出单元；非接触式测量探头连接测量控制单元，测量控制单元连接输出单元。

非接触式测量探头内设置有测量波发射模块和测量波接收模块，测量波发射模块连接至测量波接收模块，测量波接收模块连接至测量控制单元。

测量控制单元包括放大器、频率比较器以及计算器，放大器一方面与非接触式测量探头连接，另一方面连接至频率比较器，频率比较器连接计算器，计算器连接输出单元。

测量波发射模块内设置有激光发射器，测量波接收模块内设置有激光接收器，在非接触式测量探头内还设置有将激光发射器所发出的激光中的一部分直接反射给激光接收器的分光模块。

所述测量波发射模块内设置有超声波发射器，所述测量波接收模块内设置有超声波接收器，在非接触式测量探头内还设置有将超声波发射器所发出的超声波中的一部分直接反射给超声波接收器的超声波分流模块。

该装置还包括将非接触式测量探头、测量控制单元和输出单元固定在风力发电机组的机舱外部或风力发电机组附近的地面上的支架。

应用上述的用于提高风机运行效率的测风装置的风力发电机组，包括机舱和叶轮，叶轮伸进机舱内，与机舱内的发电机连接，叶轮连接至风力发电机组的控制系统，其特征在于：该风力发电机组还包括有用于提高风机运行效率的测风装置，该测风装置包括非接触式测量探头、测量控制单元和输出单元；非接触式测量探头连接测量控制单元，测量控制单元连接输出单元，输出单元连接至风力发电机组的控制系统。

非接触式测量探头内设置有测量波发射模块和测量波接收模块，测量波发射模块连接至测量波接收模块，测量波接收模块连接至测量控制单元；测量控制单元包括放大器、频率比较器以及计算器，放大器一方面与非接触式测量探头连接，另一方面连接至频率比较器，频率比较器连接计算器，计算器连接输出单元。

测量波发射模块内设置有激光发射器，测量波接收模块内设置有激光接收器，在非接触式测量探头内还设置有将激光发射器所发出的激光中的一部分直接反射给激光接收器的分光模块。

所述测量波发射模块内设置有超声波发射器，所述测量波接收模块内设置有超声波接收器，在非接触式测量探头内还设置有将超声波发射器所发出的超声波中的一部分直接反射给超声波接收器的超声波分流模块。

优点及效果：

本实用新型提供一种用于提高风机运行效率的测风装置，其特征在于：所述测风装置包括非接触式测量探头、测量控制单元和输出单元；非接触式测量探头连接测量控制单元，测量控制单元连接输出单元。