[发明专利]基于全光感应和传输技术的风力发电监测与优化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电监测与优化系统，特别是一种基于全光纤感应和传输技术的风力发电机监测和优化系统，涉及领域为测量和再生能源发电。 

背景技术

目前，传统的机电类传感器虽然在风力发电机得到使用，但工作寿命短、易受干扰、传输距离短等缺点限制了它的使用范围，从而不能很好地解决对风力叶片受力和使用寿命进行实时评估的问题，而且如何快速对光纤信号解码，提取有用信号对风力发电机叶片进行动态优化控制，提高发电量，一直以来是风力发电行业面临的困难。 

发明内容

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种监测数据精确、维护费用低、受极端自然条件影响小的基于全光感应和传输技术的风力发电监测与优化系统。 

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于全光感应和传输技术的风力发电监测与优化系统，包括安装在叶片上的多套光纤应变传感器，每套所述光纤应变传感器分别与多个光纤通信与信息解码模块相连，每个光纤通信与信息解码模块均受风机优化控制器控制。

本发明的进一步改进在于：光纤应变传感器用于对风机叶片受力的动态监测，监测的数据精准和快速；光纤通信与信息解码模块用于对光纤的信号的解码，解码精确。

本发明的进一步改进在于：光纤应变传感器为光纤布拉格光栅，所述光纤布拉格光栅应用在风力发电机的状态测量上。

本发明的进一步改进在于：每个叶片上安装两套或四套所述光纤应变传感器。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明针对风力发电机的受力和风速的不确定性等特性，同时为了克服电磁场对测量信号的影响，引入FBG光纤布拉格光栅技术，动态测量风速，然后通过光纤通讯高速传输能力和先进的风机叶片优化控制方法，在最短的时间内对风机叶片进行控制，优化风力受力面，提高发电量，监测数据精确，维护费用低，受极端自然条件影响小。

附图说明：

图1为本发明的模块示意图；

图2为光纤应变传感器的第一种安装方法示意图；

图3为光纤应变传感器的第二种安装方法示意图；

图4为光纤应变传感器的第三种安装方法示意图；

图中标号：1-光纤应变传感器、2-光纤通信与信息解码模块、3-风机优化控制器、4-叶片。

具体实施方式：

    为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1示出了本发明基于全光感应和传输技术的风力发电监测与优化系统的一种实施方式，包括安装在叶片4上的多套光纤应变传感器1，每套光纤应变传感器1分别与多个光纤通信与信息解码模块2相连，每个光纤通信与信息解码模块2均受风机优化控制器3控制。光纤应变传感器1用于对风机叶片受力的动态监测，监测的数据精准和快速；光纤通信与信息解码模块2用于对光纤的信号的解码，解码精确。光纤应变传感器1为光纤布拉格光栅，所述光纤布拉格光栅应用在风力发电机的状态测量上。

每个叶片上安装两套或四套光纤应变传感器1，安装方法分别如下：

如图2所示：安装两套传感器，经济投资小，满足IEC 61400/13标准。

如图3所示：安装四套传感器，同时具备叶片多角度不平衡测量、更精确的掌握叶片的使用情况、预测叶片的使用寿命等优点。

如图4所示：安装四套传感器，不仅具有如图3所示的安装方法的所有特点，还能够提供风速、叶片、控制等多个系统的建模。

本发明针对风力发电机的受力和风速的不确定性等特性，同时为了克服电磁场对测量信号的影响，引入FBG光纤布拉格光栅技术，动态测量风速，然后通过光纤通讯高速传输能力和先进的风机叶片优化控制方法，在最短的时间内对风机叶片进行控制，优化风力受力面，提高发电量，监测数据精确，维护费用低，受极端自然条件影响小。