[发明专利]一种大型风力发电机组螺栓在线监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种大型风力发电机组螺栓在线监测系统，属于风力发电与故障诊断的技术领域，包括依次通信连接的螺栓数据采集装置、数据处理装置、报警装置和风电机组主控装置，所述螺栓数据采集装置用于实时采集风电机组上螺栓的螺栓状态数据；所述数据处理装置用于对螺栓状态数据进行处理，以获得螺栓标记线数据，并自动生成螺栓标记线移位报告；所述报警装置用于对螺栓标记线移位报告进行判断分析，并自动生成螺栓标记线移位报警报告；所述风电机组主控装置用于根据螺栓标记线移位报警报告生成动作指令，并通过动作指令对风电机组控制，以达到提高螺栓状态的监测精度，同时避免风电机组发生安全事故，保障风电机组安全稳定运行的目的。

技术领域

本发明属于风力发电与故障诊断的技术领域，具体而言，涉及一种大型风力发电机组螺栓在线监测系统及方法。

背景技术

能源是人类社会进步的动力源泉，化石燃料的燃烧，带来了一系列的环境问题，由此促进了人类社会能源结构的改革。可再生能源逐渐受到世界各国的重视。其中，风力发电技术由于其能够实现规模化和技术条件较为成熟，得到了世界各国的大力发展。

风力发电机组(简称风电机组)的容量日益增加，由此伴随着风电机组的结构也变得复杂。在相邻两部件之间，需要大量的螺栓来实现他们的可靠连接。例如，风力发电机组的塔筒与塔筒之间、塔筒与机舱之间、以及轮毂与叶片之间都采用螺栓连接方式。风电机组运行工况复杂多变，需要螺栓具有足够的使用强度。

然而，在实际使用过程中，螺栓容易受到风力发电机组工况的影响，发生松动和断裂等情况，需要维护人员及时处理。如果未能及时处理螺栓问题，在风力发电机组运行过程中，极易发生严重的安全事故。因此，在风电机组运行过程中，需要时刻监测螺栓连接处的状态情况。发现问题，及时处理，避免风电机组由螺栓问题引发安全事故的发生，造成财产损失和人员伤亡。

目前，风力发电机组螺栓状态监测方法主要有两种，一种方法是通过人工定时巡检来监测螺栓状态情况，费事费力，且效果不理想，这就为风电机组的安全稳定运行埋下了隐患。另一种是安装大量的传感器来监测螺栓的状态情况，这一种方法虽然提高了螺栓监测的精度，但是提高了风电机组的成本，不利于风电场的经济性。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种大型风力发电机组螺栓在线监测系统及方法以达到提高螺栓状态的监测精度，同时避免风电机组发生安全事故，保障风电机组安全稳定运行的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种大型风力发电机组螺栓在线监测系统，包括依次通信连接的螺栓数据采集装置、数据处理装置、报警装置和风电机组主控装置，所述螺栓数据采集装置用于实时采集风电机组上螺栓的螺栓状态数据；

所述数据处理装置用于对螺栓状态数据进行处理，以获得螺栓标记线数据，并自动生成螺栓标记线移位报告；

所述报警装置用于对螺栓标记线移位报告进行判断分析，并自动生成螺栓标记线移位报警报告；

所述风电机组主控装置用于根据螺栓标记线移位报警报告生成动作指令，并通过动作指令对风电机组控制。

进一步地，所述报警装置通信连接有数据存储与管理装置，数据存储与管理装置用于整个生命周期内的全过程数据的存储和管理，以便对螺栓上的标记线位置信息进行统计分析，对螺栓出现故障频率进行统计，以便为之后的结构改造提供数据依据。

进一步地，风电机组上的各个螺栓均配设有对其采集的所述螺栓数据采集装置，对风电机组进行全方位的监测。

进一步地，所述螺栓数据采集装置采用视频采集装置，对于螺栓移位数据采集更加高效。

本发明还提供了一种大型风力发电机组螺栓在线监测方法，该方法应用于上述的系统，该方法包括以下步骤：