[发明专利]一种风电塔筒倾斜和晃动在线监测系统

说明书

本发明涉及一种风电塔筒倾斜和晃动在线监测系统，包括处理器、显示器、采集器、位于塔基的一个倾角传感器、位于塔筒的至少一个倾角传感器，位于塔舱的一个倾角传感器和位于塔舱的至少一个加速度传感器，倾角传感器和加速度传感器通过线缆连接采集器，采集器用于采集所有倾角传感器的角度数据和所有加速度传感器的加速度数据，并发送给处理器；处理器用于根据角度数据和加速度数据计算出实时特征值，并将实时特征值存储在存储器，当实时特征值大于或者等于其对应的门限时，进行报警，并利用加权平均模型实现预警功能。

技术领域

本发明涉及风电塔筒在线监测领域，尤其涉及一种风电塔筒倾斜和晃动在线监测系统。

背景技术

风力塔筒是风力发电装置的重要受力部件之一。风电塔筒的正常工作状态是风力发电机组正常发电的基本保证。风电塔筒的倾斜、振动等问题，如超过了一定程度，往往会引起塔筒的倒塌、折断等严重事故，殃及人员安全，造成重大的财务损失。

而目前针对塔筒状态监测的一些方法和系统不满足塔筒监测的需求，这些系统和方法往往费时费力、监测精度低等缺点。因此需要一种新型的系统及方法，对塔筒的状态进行实时监测，减少塔筒安全事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有技术中存在的上述不足之处。

为实现上述目的，本发明提供一种风电塔筒倾斜和晃动在线监测系统，包括数据采集单元和数据处理单元；数据采集单元包括采集器、位于塔基的一个倾角传感器、位于塔筒的至少一个倾角传感器，位于塔舱的一个倾角传感器和位于塔舱的至少一个加速度传感器，其中，采集器位于塔内任何位置，倾角传感器和加速度传感器通过线缆连接采集器；数据处理单元至少包括处理器和存储器；采集器用于采集所有倾角传感器的角度数据和所有加速度传感器的加速度数据，并发送给处理器；处理器用于根据角度数据和加速度数据计算出实时特征值，并将实时特征值存储在存储器，实时特征值包括实时塔基倾斜系数和塔筒晃动值；处理器从存储器中提取历史数据，并根据实时历史数据计算在不同的风速区间内塔筒的塔筒晃动值的平均值，将平均值的1.5-3倍作为塔筒晃动值的报警门限，并存储在存储器中，历史数据至少包括一段时间内的塔筒晃动值和在时间段内塔筒晃动值所对应的风速；在第一条件或者第二条件中任一条件成立时，处理器进行报警，其中，第一条件为塔筒晃动值大于或者等于塔筒晃动值的报警门限，第二条件为实时塔基倾斜系数大于或者等于预先存储在存储器中的实时塔基倾斜系数的报警门限。

优选地，处理器还用于通过从存储器中取出塔基沉降系数，利用加权平均模型，确定模型系数、塔基沉降系数与时间的关系，依据加权平均模型，当在预测时间内某一时刻的塔基沉降系数大于或者等于该时刻的报警门限时，处理器自动发出警报。

优选地，风电塔筒倾斜和晃动在线监测系统还包括显示器，该显示器用于显示实时特征值。

进一步优选地，显示器还用于显示历史特征值，以及提供历史数据查询功能。

优选地，当倾角传感器或者加速度传感器的输出信号为模拟信号，采集单元还包括模数转换器，模数转换器将模拟信号转换为数字信号。

优选地，采集器具有多路RS-485或RS-232接口转网口功能。

优选地，倾角传感器的输出接口为RS-485或RS-232，精度高于0.02°。

优选地，加速度传感器的频率测量范围的最低频率为0.1Hz。

优选地，采集器的型号为ZQWL-EthRS-H4。

优选地，倾角传感器的型号为BWM826、BWH520或者AI S2000。

优选地，加速度传感器的型号为WT135-1D或者CAYD149V-500G。