[发明专利]一种风力发电机的故障检测方法和系统

说明书

本发明公开了一种风力发电机的故障检测方法和系统。该方法包括：从正面利用激光跟踪照射运行中的风力发电机的叶片，通过激光测振原理获取叶片的振动信息；通过叶片的振动信息，获取风力发电机的各叶片垂直于旋转平面的摆振波形；比较各个叶片的摆振波形，判断是否存在振动差异，若存在振动差异，则判断风力发电机的叶片存在故障，若不存在振动差异，则判断风力发电机的叶片健康。本申请利用激光正面照射风力发电机的叶片，获得各叶片垂直于旋转平面的摆振波形进行单机比较，判断风力发电机是否存在故障，相比于现有技术，本申请为非接触式测量方法，不影响风力发电机的结构和运行，无需风力放电机上布线供电，成本更低。

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的故障检测方法和系统。

背景技术

风能作为一种新型的清洁能源，在能源日益紧张和保护环境的形势背景下，具有很大的发展潜力，并且，利用风能进行发电的手段也日趋成熟，建成了不少风场。但是，由于利用风能对地理位置的要求比较特殊，风场大都需要建立在环境严酷的位置，甚至高山、海上，因此，对风场维护和检修造成了一定障碍。

现有的风力发电机故障检测，需要投入较大的人力、物力。其中，风力发电机的叶片作为采集风能的核心部件，对风能利用效率的影响至关重要。通常，风力发电机的叶片尺寸较大，加工过程需要使用两瓣模板成型、或一体化成型制造，并且其内部还需要设置主梁、腹板进行支撑，因而也需要进行各部分的粘接，因此，现场故障检测过程中，需要通过望远镜观察、U型吊篮悬吊检测外部缺陷或是人工钻入叶片检测叶片内部主梁、腹板故障，操作十分不便，且人力工作量大；此外，现有技术通过在每支叶片内部粘贴应变片或安装振动传感器来采集叶片运动信息，由于风电叶片在运行时候除了随风轮公转外自身还进行变桨旋转，其供电系统、信号传输系统复杂，导致其安装维护成本增加和威胁风力发电机运行。

发明内容

鉴于现有技术风力发电机故障检测不便，需要投入较大人力物力的问题，提出了本发明的一种风力发电机的故障检测方法和系统，以便克服上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

依据本发明的一个方面，提供了一种风力发电机的故障检测方法，该方法包括：

从正面利用激光跟踪照射运行中的风力发电机的叶片，通过激光测振原理获取叶片的振动信息；

通过所述叶片的振动信息，获取所述风力发电机的各叶片垂直于旋转平面的摆振波形；

比较各个叶片的摆振波形，判断是否存在振动差异，若存在振动差异或振动差异大于设定阈值，则判断所述风力发电机的叶片存在故障，若不存在振动差异或振动差异小于设定阈值，则判断所述风力发电机的叶片健康。

可选地，所述通过所述叶片的振动信息，获取所述风力发电机的各叶片垂直于旋转平面的摆振波形，包括：获取每个叶片沿叶片长度方向上各个截面的摆振波形；

所述比较各个叶片的摆振波形，包括：比较各个叶片在相同截面位置处的振动幅度和/或振动频谱。

可选地，所述方法还包括：

通过所述叶片的振动信息，获取所述风力发电机的各叶片在垂直旋转平面方向上的弯曲程度；以及，

比较各个叶片在垂直旋转平面方向上同一位置处的弯曲程度，判断是否存在差异，若存在差异或差异大于设定阈值，则判断所述风力发电机的叶片存在故障，若不存在差异或差异小于设定阈值，则判断所述风力发电机的叶片健康。

可选地，所述通过所述叶片的振动信息，获取所述风力发电机的各叶片在垂直旋转平面方向上的弯曲程度，具体包括：获取各叶片在转至最高点时的叶尖距离。

可选地，所述方法还包括：