[发明专利]风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法

说明书

本发明提供了一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法。其中，风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统包括主控制器、传感器组；传感器组用于实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据；主控制器用于根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度；根据不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。上述监测调整方式，可利用结构载荷对于叶片的气动平衡进行监测，同时还可以根据监测结构判断得到不平衡度，最后利用不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法。

背景技术

风力发电是指把风的动能转为电能。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

研究发现，风力发电机组叶片气动特性的不平衡则会影响风电机组的载荷以及寿命，造成风力发电机组叶片气动不平衡的原因主要在于叶片在安装时的误差以及风电机组长期运行后叶片发生的形变。

举例说明，风力发电机组在运行时，其叶片由于变桨角度不一致，会导致叶片气动力不平衡。通过力学分析，叶片不平衡，会导致轮毂受到一个频率为1P(风轮转频)的周期性合力矩，进而导致机舱振动及部件载荷出现明显的1P波动信号。如果不平衡度高的话，会使风力发电机组机舱整体振动超限，进而加快各承力结构件疲劳破坏等故障，严重时会发生倒塔等恶性事故。

在现有技术中，也出现了一些对于风力发电机组叶片气动不平衡检测以及调整方法的研究；举例说明，专利CN201410030611，《一种双馈风力发电机叶片不平衡在线故障诊断方法》。该发明提供属于风力发电技术领域中的一种双馈风力发电机叶片不平衡在线故障诊断方法。该方法同步采样双馈发电机的转速及发电机输出的功率信号P；根据风机轮毂转动惯量J和采样周期内同步采样得到的发电机输出功率与转速，估计风机轮毂的输入气动转矩T；阶比分析得到重新采样气动转矩Ta，消除转速变化带来的频率模糊现象；对阶比分析重构后的信号进行功率谱分析，进行特征提取；比较1倍频功率谱幅值Q(1)与3倍频功率谱幅值Q(3)，若Q(1)大于Q(3)，判断不平衡故障发生。很显然，上述现有技术大多数集中在发电机组转子转速、扭矩等信号的频谱监测分析。同时，结构载荷监测专利也只有叶片本身载荷监测，这种监测分析方法仍然存在监测数据不准确的问题(即叶片本身已经发生气动不平衡，其反应载荷数据也会不准确)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法，以解决现有技术中没有利用结构载荷对于叶片的气动平衡进行监测和调整的系统平台。

本发明提供一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统，包括主控制器和传感器组；

所述传感器组，用于实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据；

所述主控制器，用于根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度；

所述主控制器，还用于根据所述不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。

优选的，作为一种可实施方式；所述主控制器包括第一主控子模块；所述传感器组包括塔筒扭矩应变传感器和第一接近开关；

所述第一接近开关设置在穿过主轴的水平面上；所述第一接近开关用于在每个叶片转动到所述第一接近开关所在的水平面上后触发所述塔筒扭矩应变传感器监测动作；

所述塔筒扭矩应变传感器设置在塔筒处，且所述塔筒扭矩应变传感器用于在触发执行监测动作时实时检测得到当前的塔筒扭矩值；