[发明专利]一种评估风力发电机组高柔塔架抗涡激性能的检测方法

说明书

一种评估风力发电机组高柔塔架抗涡激性能的检测方法，通过制定测试方案、塔架表面布线、安装扰流单元、按照不同的测试方案进行测试、计算结果等工艺流程，对高柔塔架表面布置的扰流装置进行测试，判断设置扰流装置后的塔架表面涡激振动强度，进而得出扰流装置的抗涡激效果，并进行适当的调节，以提高扰流装置的抗涡激效果，对风力发电机组高柔塔架进行保护。本发明构思新颖，设备安装结构简单，操作方便，仅通过简单的电路控制，即可快速有效的测试出柔性塔架上布置的扰流装置的抗涡激效果，进而对方案进行调整，测试过程快速有效，测试结果精准可靠，效果显著。

技术领域

本发明涉及塔架检测技术领域，具体是一种对风力发电机组高柔塔架的抗涡激性能进行评估的检测方法。

背景技术

涡激振动问题是风电行业高柔塔架存在的共性问题，也是高耸结构常见的问题，例如高耸的烟囱。假若构件的自振频率与漩涡的发放频率相接近就会使结构发生共振破坏，这将极大的威胁高耸结构的结构稳定。在风电行业，塔架吊装过程中同样可能存在涡激振动，该振动为塔架的一阶振动，高柔塔架的涡激振动问题为机组的二阶振动问题。

涡激振动现象通常很显著，机组在特定风速下以自振频率大幅度晃动。为了阻止涡激振动的发生，一般可采取两方面措施：一是对于构件进行刚性加固，或者增大尺度提高其刚度，改变构件的自振频率，避免它与漩涡发放频率相接近；二是想办法改变构件后的尾流场，破坏尾流场漩涡的规律性泄放，如在结构上安装螺旋线立板和改变结构截面形状等。具体而言，就是安装在机组内部的质量阻尼器和安装在塔架表面的扰流装置两大类。为了评估抗涡激振动装置的性能，通常在机组上加装振动测试装置，对比启动抗涡激装置启动前后振动参数的变化，进而做出判断。

对于主动式的质量阻尼器类别的抗涡激装置，可以通过实时调整电控参数，形成不同的参数组合方案，进而对比不同参数组合方案下，装置对降低振动的效果。而对于加装在塔架表面的扰流装置，快速的调整扰流装置的布局是难以实现的，因此也难以对比评估多种扰流装置布置方案的实际性能，进而实现优化。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出一种评估风力发电机组高柔塔架抗涡激性能的检测方法，与振动测试装置配合，快速的检测出风力发电机组高柔塔架抗涡激性能。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种评估风力发电机组高柔塔架抗涡激性能的检测方法，包括以下步骤：

（1）制定测试方案：制定出需要进行测试对比的扰流布局方案。

（2）塔架表面布线：根据已经制定的测试方案，在所有涉及到的塔架表面内标记出等间距的网格点，将电力控制线按照标记布置，为每个网格点提供电压电流和控制信号。

（3）安装扰流单元：在每一个网格点处，安装可变扰流单元，并接通电源，确保每个网格点处供电正常且可变扰流单元的充气和排气处于受控状态，每个网格点处的可变扰流单元在电路中并联布置。

（4）进行测试：选择一个测试方案，发送控制信号给相应位置的可变扰流单元充气，通过振动测试装置记录机组的振动数据、风速风向数据和温度压强数据；保持所有可变扰流单元的状态，一直到获取足够数量的测试数据。

（5）重复测试：选择另一个测试方案，重复上步骤的过程，直至测试完成所有的测试方案。

（6）计算结果：将不同测试方案的测试数据绘制成风速-加速度曲线，同时标注空气密度和风向，获取不同方案的抗涡激效果。在特定风速下，最大加速度值越低代表该曲线对应的抗涡激方案效果越好。

在本发明中，所述的测试方案包括不同的测试位置和不同的扰流布局，不同的测试位置如上段扰流、中段扰流、下段扰流、上段与中段扰流、上段与下段扰流、中段与下段扰流、上段中段下段扰流等；不同的扰流布局为在塔架表面选取不同数量和排布的可变扰流单元进行测试。