[发明专利]叶片动平衡评估方法、装置及系统

说明书

本发明提供了一种叶片动平衡评估方法、装置及系统，涉及风机评估的技术领域，该方法包括：获取风机运行过程中风机的每个叶片与风机塔筒的距离参数；根据风机的转速和距离参数绘制风机运行时叶片靠近塔筒一侧的截面曲线；基于截面曲线，计算叶片在风机运行过程中的角度参数和叶片的变形量；根据角度参数和变形量计算风机运行过程中的动平衡评价指数，以对风机的叶片动平衡状态进行评估。本发明提供的叶片动平衡评估方法、装置及系统，在评估的过程中通过非接触式测量距离参数的方式，可以有效减少人工干预，从而对风机的动平衡情况进行有效评价及监控，并将风机的动平衡控制在安全范围内，确保了风机运行的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及风机评估的技术领域，尤其是涉及一种叶片动平衡评估方法、装置及系统。

背景技术

随着我国风力发电机产业的快速发展，国内风力发电机的存量越来越大。当风机经过长时间运行后，叶片的初始零位将因为各种原因偏离设计的正确零位。各个叶片之间的变桨角度不一致，导致风机叶片捕捉风能的效率、带来的风载不同，从而引起风机的气动不平衡。同时，因为叶片的质量、刚度等因素不一致，也会导致风机的质量不平衡或者气动不平衡。

风机的动不平衡常常会引起风机振动异常、载荷偏大、发电量偏低，寿命缩短等问题。并且，由于风机振动的影响因子众多，往往难以准确提取风机动不平衡的具体情况，使得风机的质量或气动不平衡问题成为了影响风机安全可靠运行的重要制约因素。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种叶片动平衡评估方法、装置及系统，以缓解难以准确提取风机动不平衡情况的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种叶片动平衡评估方法，包括：获取风机运行过程中风机的每个叶片与风机塔筒的距离参数，其中，距离参数包括叶片的叶根与塔筒的距离参数和叶片的叶尖与塔筒的距离参数；叶根与塔筒的距离参数为设置在塔筒上，且靠近叶片根部的叶根传感器测得的距离参数，叶尖与塔筒的距离参数为设置在塔筒上，且靠近叶片尖部的叶尖传感器测得的距离参数；根据风机的转速和距离参数绘制风机运行时叶片靠近塔筒一侧的截面曲线；基于截面曲线，计算叶片在风机运行过程中的角度参数和叶片的变形量；根据角度参数和变形量计算风机运行过程中的动平衡评价指数，以对风机的叶片动平衡状态进行评估。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述根据风机的转速和距离参数绘制风机运行时叶片靠近塔筒一侧的截面曲线的步骤包括：以时间参数为横坐标，距离参数为纵坐标建立时间-距离坐标系，在时间-距离坐标系中，根据风机的转速和距离参数，绘制风机运行时叶根靠近塔筒一侧的截面曲线，以及叶尖靠近塔筒一侧的截面曲线。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述角度参数和变形量为风机在以塔筒所在的方向为纵坐标，以塔筒的顶部且垂直于塔筒所在的方向为横坐标的空间坐标系中计算的参数；基于截面曲线，计算叶片在风机运行过程中的角度参数和叶片的变形量的步骤包括：基于叶根靠近塔筒一侧的截面曲线，计算叶片的叶根弦线方向，以及叶根弦线的两个顶点在空间坐标系中的坐标位置；根据坐标位置计算叶根的桨距角；以及，基于叶尖靠近塔筒一侧的截面曲线，计算叶片的叶尖弦线方向，以及叶尖弦线的两个顶点在空间坐标系中的坐标位置；根据坐标位置计算叶尖的桨距角；根据叶根的桨距角、叶尖的桨距角计算叶根的桨叶角和叶尖的桨叶角，并根据叶根的桨叶角和叶尖的桨叶角计算角度参数，以及根据叶片的叶根与塔筒的距离参数和叶片的叶尖与塔筒的距离参数计算叶片的弯曲变形量；其中，角度参数至少包括：风机包括的每个叶片的叶根相对桨叶角差、每个叶片的叶尖相对桨叶角差和每个叶尖相对于叶根的扭转角度。