[发明专利]风力发电机组的风向标的监测方法、监测系统及风力发电机组

说明书

本发明实施例提供一种风力发电机组的风向标的监测方法、监测系统及风力发电机组。该监测方法包括：分别获取安装于风力发电机组的第一风向标的第一风向测量值和第二风向标的第二风向测量值；获取风速测量值及风力发电机组塔筒的扭矩测量值；基于风速测量值及扭矩测量值计算出等效风向值；及基于第一风向测量值、第二风向测量值及等效风向值来监测第一风向标和第二风向标的有效性。从而可以避免因误判风向标故障而导致风力发电机组的安全隐患，也可以避免直接停机而导致风力发电机组的发电量损失。

技术领域

本发明实施例涉及风电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组的风向标的监测方法、监测系统及风力发电机组。

背景技术

随着煤炭、石油等能源的逐渐枯竭，人类越来越重视可再生能源的利用。风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到世界各国的重视。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。风力发电是指利用风力发电机组把风的动能转换为电能。

风向标是风力发电机组的重要组成部分，其主要功能为测量实时风向，作为偏航的依据，降低风力发电机组载荷并实现风力发电机组的最大风能捕获。目前随着风力发电机组容量越来越大，叶片也越来越长，偏航误差导致的载荷及功率损失影响愈发显著，风向标的有效性也越来越重要。

目前，风力发电机组的风速风向测量有机械式、超声波式的传统测量方法，也有激光测风仪等前馈性测量工具。从经济性和功能性角度考虑，一般风力发电机组目前都使用机械式加超声波式两个风向标进行风向测量，两者互为冗余。

当前风向标的有效性测量主要依托两个风向标之间的互相比较，当两者数据不一致时，以数值高者为准或者取平均值继续运行；也有厂商会在数据不一致时直接报故障停机。然而，这种机械式加超声波式的风向标组合，当有一个或者两个风向标都失效情况下，反馈的数据不一致，是无法通过数据准确判断具体哪一个风向标失效的，单以数据大小判别是不合理的，无法准确体现风向标的有效性。而如果两者数据不一致就直接停机，则也会导致风机发电量的损失。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种风力发电机组的风向标的监测方法、监测系统及风力发电机组，能够提高风向标的监测准确度。

本发明实施例的一个方面提供一种风力发电机组的风向标的监测方法。所述监测方法包括：分别获取安装于风力发电机组的第一风向标的第一风向测量值和第二风向标的第二风向测量值；获取风速测量值及风力发电机组塔筒的扭矩测量值；基于所述风速测量值及所述扭矩测量值计算出等效风向值；及基于所述第一风向测量值、所述第二风向测量值及所述等效风向值来监测所述第一风向标和所述第二风向标的有效性。

本发明实施例的另一个方面还提供一种风力发电机组的风向标的监测系统。所述监测系统包括安装于风力发电机组的第一风向标、第二风向标、风速计及扭矩传感器、以及控制器。所述控制器包括数据采集模块，所述第一风向标、所述第二风向标、所述风速计及所述扭矩传感器分别连接到所述数据采集模块，所述控制器通过所述数据采集模块分别获取所述第一风向标的第一风向测量值、所述第二风向标的第二风向测量值、所述风速计的风速测量值及所述扭矩传感器的扭矩测量值。其中，所述控制器用于基于所述风速测量值及所述扭矩测量值计算出等效风向值，并基于所述第一风向测量值、所述第二风向测量值及所述等效风向值来监测所述第一风向标和所述第二风向标的有效性。

本发明实施例的又一个方面还提供一种风力发电机组，包括塔筒、安装于所述塔筒顶端的机舱、安装于所述机舱一端的轮毂以及安装于所述轮毂上的多个叶片。所述风力发电机组还包括如上所述的风力发电机组的风向标的监测系统。

本发明实施例的风力发电机组的风向标的监测方法及其监测系统充分考虑了风力发电机组的发电需求，通过加装扭矩传感器，并将信号接入到控制器中，利用得到的实时风速测量值及扭矩测量值反推等效风向值，来校核监控风向标数据测量的有效性，从而可以避免因误判风向标故障而导致风力发电机组的安全隐患，同时也可以避免直接停机而导致风力发电机组的发电量损失。