[实用新型]一种风力发电机塔筒状态监测控制系统

说明书

一种风力发电机塔筒状态监测控制系统，包括竖直设置在地面上的塔筒，塔筒的顶端设置有机舱，机舱上设置有风轮，风轮具有叶片以及可调节叶片角度的变桨电机，机舱内设置有调节机舱方向的偏航电机；所述塔筒内设置有偏转监测装置，可以通过监测标记的位移、转动从而检测塔筒的位移、转动；还包括设置在机舱内与变桨电机、偏航电机、偏转检测装置电连接的控制单元；其中，控制单元通过偏转监测装置检测到的位移、转动信息控制变桨电机及偏航电机调节叶片角度及风轮方向。采用如上结构，可以通过监测塔筒的位移、转动数据，控制变桨电机、偏航电机对叶片角度及机舱方向进行调节，以降低塔筒的摇摆、扭转在阈值内。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别是指一种风力发电机塔筒状态监测控制系统。

背景技术

我国风电产业随着装机容量的快速上升及存量机组运行时间的积累，风力发电机组暴露出很多问题。风电多位于地势条件复杂的地区，加上严酷的外界自然环境作用。一些极端的自然现象(如雨雪、台风等)以及煤矿开采、工程施工、人为破坏、工程质量不合格，塔筒疲劳损伤等原因造成塔体倾斜、形变和基础不规则沉降的情况时有发生。风力发电机组塔筒支撑机舱和风轮，本身还承受自身的重力、风的推力、扭力等复杂多变的负荷。塔筒会有一定程度幅度的摇摆和扭曲等弹性变形。在运行过程中不断的的摆动将导致塔体结构加速疲劳，产生安全隐患。塔筒的疲劳损伤和多变的载荷会降低塔筒的固有频率，当塔筒频率和接近叶轮转频时，会使风力发电机产生共振，严重影响风风力发电机组性能，甚者会引起塔筒倾覆，造成巨大经济损失。现有技术只通过塔顶的震动传感器进行震动数据收集，通过特定算法发滤波后作为数据参考值，当录波后的数值大于阈值时，报警停机。因此，亟需一种更加精准地检测风力发电机组塔筒摇摆及扭曲数据的系统，以保障风力发电机组的正常运转。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种风力发电机塔筒状态监测控制系统，以能准确检测风力发电机组塔筒摇摆及扭曲数据，并进行调节。

本发明提供的风力发电机塔筒状态监测控制系统，包括竖直设置在地面上的塔筒，塔筒的顶端设置有机舱，机舱上设置有风轮，风轮具有叶片以及可调节叶片角度的变桨电机，机舱内设置有调节机舱方向的偏航电机；所述塔筒内设置有偏转监测装置，可以通过监测标记的位移、转动从而检测塔筒的位移、转动；还包括设置在机舱内与变桨电机、偏航电机、偏转检测装置电连接的控制单元；其中，控制单元通过偏转监测装置检测到的位移、转动信息控制变桨电机及偏航电机调节叶片角度及风轮方向。

采用如上结构，可以通过监测塔筒的位移、转动数据，控制变桨电机、偏航电机对叶片角度及机舱方向进行调节，以降低塔筒的摇摆、扭转在阈值内。

进一步地，所述偏转监测装置包括设置在塔筒内顶部的摄像头及底部的标记；其中，摄像头与控制单元电连接，通过摄像头采集标记图像相对原图像的对比实现所述监测标记的位移、转动。

采用如上结构，标记在地面固定不动，塔筒由于摇摆扭转带动摄像头产生摇摆、扭转，通过摄像头采集标记图像相对原图像的对比从而可以计算出塔筒摇摆、扭转的数据。

进一步地，所述标记由灯条构成。

采用如上结构，可以在光线不佳的条件下使摄像头对标记的拍摄更加清晰，尤其是塔筒内通常为封闭的黑暗空间。

进一步地，所述标记为十字形标记。

采用如上结构，通过十字交叉位置的位移即可确定标记的位移数据，通过十字与原十字位置的角度变化即可确定标记的转动数据，可以使计算标记的位移、转动数据更加方便。

进一步地，所述摄像头为长焦距摄像头。

采用如上结构，塔筒一般高度可达100米，使用长焦摄像头可以保证对标记拍摄的清晰度，从而保证了位移、转动数据的准确性。