[发明专利]一种风电机组叶尖与塔筒距离监测方法及系统

说明书

一种风电机组叶尖与塔筒距离监测方法，包括：利用位于风电机组机舱内前侧塔筒和叶片之间的激光发射器发射激光束；基于风电机组机舱内的信号接收器接收反射的激光束形成反馈信号；基于风电机组机舱内数据接收器接受到的所述反馈信号和预先设定的叶尖与塔筒距离计算式计算叶尖与塔筒之间距离。利于安装和维护，实时监测叶尖与塔筒距离，提高风电机组的安全性。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风电机组叶尖与塔筒距离监测方法及系统。

背景技术

随着风电技术的成熟，风电行业进入了快速增长期。相应的，风电机组容量和尺寸不断增大。风电机组叶片是整个风力发电机组吸收能量的主要部件，随着新材料与新工艺的应用，叶片设计更轻、更长、更柔，力学及气动性能有了很大的提高。然而，超长柔性叶片，在极端风况下，会产生较大的变形，可能会导致叶尖与塔筒发生触碰，导致扫塔风险，进而导致塔筒倒塌。因此，为了提高风力发电机组的结构运行安全，亟需实时监测叶尖与塔筒之间的距离。

目前现有的风电机组叶尖与塔筒距离的监测技术存在安装、维护不方便、稳定性差等问题，而且，为了覆盖偏航过程，需要在各个不同角度安装多个超声波传感器。另外由于传感器需要固定在塔筒外侧(如通过螺栓方式)，可能会对塔筒结构和漆膜造成损坏。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供一种风电机组叶尖与塔筒距离监测系统，包括：

利用位于风电机组机舱内前侧塔筒和叶片之间的激光发射器发射激光束；

基于风电机组机舱内的信号接收器接收反射的激光束形成反馈信号；

基于风电机组机舱内数据接收器接受到的所述反馈信号和预先设定的叶尖与塔筒距离计算式计算叶尖与塔筒之间距离。

优选的，所述利用位于风电机组机舱内的激光发射器发射激光束，包括：

为所述激光发生器设置垂直通道；

基于所述垂直通道的两侧等角度设置多个通道。

优选的，所述多条激光束的角度区间为(-1.0°，3.0°)。

优选的，所述基于风电机组机舱内的信号接收器接收反射的激光束形成反馈信号，包括：

基于每个通道，当所述信号接收器接收反射的激光在设置的激光发生器的截取高度范围内，则认为接收到所述通道碰到叶片的反馈信号，否则认为所述通道未碰到叶片的反馈信号。

优选的，所述基于风电机组机舱内数据接收器接受到的所述反馈信号和预先设定的叶尖与塔筒距离计算式计算叶尖与塔筒之间距离包括：

基于垂直激光束到达地面的点计算激光发生器与塔筒中心的距离；

基于所述反馈信号确定叶尖进入的激光束通道；

基于所述激光发生器与塔筒中心的距离和所述叶尖进入的激光束通道利用叶尖与塔筒距离计算式计算叶尖与塔筒之间的距离。

优选的，所述基于所述激光发生器与塔筒中心的距离和所述叶尖进入的激光束通道利用叶尖与塔筒距离计算式计算叶尖与塔筒之间的距离包括：

当风电机组叶尖进入垂直激光束右侧时采用正角度计算式计算叶尖距离塔筒的距离；

当风电机组叶尖进入垂直激光束左侧时采用负角度计算式计算计算叶尖与塔筒的距离。

优选的，所述正角度计算式如下式所示：

L_B＝L_A+Htan(0.1·(i-N))＝L₀-R_A+Htan(0.1·(i-N))