[发明专利]一种基于热线风速感测的风电机组风速测量系统及方法有效

专利信息
申请号: 202011270430.7 申请日: 2020-11-13
公开(公告)号: CN112255428B 公开(公告)日: 2022-06-28
发明(设计)人: 林伟荣;李杰;王晓磊;蔡安民;许扬;王焕君;郭辰 申请(专利权)人: 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司;华能山东发电有限公司
主分类号: G01P5/10 分类号: G01P5/10;G01P5/00
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 安彦彦
地址: 102209 北京市昌平区北七*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 热线 风速 机组 测量 系统 方法
【权利要求书】:

1.一种基于热线风速感测的风电机组风速测量方法,其特征在于,系统包括温度信号总接收器(6)、通讯模块(7)、电流分流调节处理器(8)、恒流电源(9)、数据处理单元(13)、数据接收与存储器(14)和若干热线探针(10);

若干热线探针(10)设置在风电机组任意一个叶片的展向上,若干热线探针(10)依次设置在叶片的叶根截面(1)至叶尖截面(2)的前缘中心线(5)上;热线探针(10)包括热线金属丝(11)和探针温度传感器(20);热线金属丝(11)露出叶片表面,探针温度传感器(20)与热线金属丝(11)连接,探针温度传感器(20)与数据处理单元(13)连接,热线金属丝(11)和数据处理单元(13)分别与电流分流调节处理器(8)连接,电流分流调节处理器(8)分别与温度信号总接收器(6)和恒流电源(9)连接,温度信号总接收器(6)通过通讯模块(7)与数据接收与存储器(14)连接;热线探针(10)还包括连接杆(16)和两根固定在前缘中心线(5)上的叉杆(12);叉杆(12)垂直设置在前缘中心线(5)所在叶片表面的外部,且两根叉杆(12)互相平行,热线金属丝(11)与两根叉杆(12)固定连接;一根叉杆(12)通过连接杆(16)与电流分流调节处理器(8)连接,另一根通过连接杆(16)接地;相邻热线探针(10)的环形扫掠面积相等;

电流分流调节处理器(8)将来自恒流电源(9)的恒定电流分别输出至每个热线探针(10),热线金属丝(11)通电流后发热,数据处理单元(13)将探针温度传感器(20)测得的探针温度数据处理后发送至温度信号总接收器(6),温度信号总接收器(6)将热线探针(10)的温度值经通讯模块(7)发送至数据接收与存储器(14),后台数据分析系统根据数据接收与存储器(14)中的温度数据得到实际风速值;

得到实际风速值后,计算一个数据记录周期T内设有热线探针(10)的叶片扫过的圆环区域的风动能为:

其中,ri为第i个热线探针所在扫掠面积的半径;n为风轮的转速;ui,w为第i个热线探针所在位置的风速;ρ为空气密度;

设有热线探针(10)的叶片扫过一周时,数据记录周期的数量NT=60/(nT),整个风轮扫掠面积内的风动能为:

2.根据权利要求1所述的基于热线风速感测的风电机组风速测量方法,其特征在于,两根叉杆(12)外部包裹有保护罩(15),保护罩(15)内填充有绝缘材料。

3.根据权利要求1所述的基于热线风速感测的风电机组风速测量方法,其特征在于,叉杆(12)与连接杆(16)的材质为铜或银。

4.根据权利要求1所述的基于热线风速感测的风电机组风速测量方法,其特征在于,恒流电源(9)的接地端依次经风机叶片、轮毂、机舱和塔筒后接地。

5.根据权利要求1所述的基于热线风速感测的风电机组风速测量方法,其特征在于,通讯模块(7)为无线通讯模块。

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