[发明专利]风力发电机组塔架净空监测方法、装置及其系统

说明书

本申请公开了一种风力发电机组塔架净空监测方法、装置及其系统，属于风力发电技术领域。该方法包括：获取激光测距设备生成的测量数据，激光测距设备设置在风力发电机组的机舱外壳，用于发出N条激光线束，并生成与N条激光线束对应的测量数据，测量数据包括测距数据；基于测距数据和风力发电机组叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束，无遮挡激光线束包括未被叶片及塔筒遮挡的激光线束；根据无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于参考净空值；在当前净空值小于参考净空值的情况下，发出净空预警信号。根据本申请实施例能够提高风力发电机组的安全性。

技术领域

本申请属于风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组塔架净空监测方法、装置及其系统。

背景技术

风力发电机组的塔架净空是指叶轮在旋转过程中叶片的叶尖到塔筒表面的距离。对于风力发电机组而言，叶片在旋转过程中有可能会打到塔筒，即发生叶片扫塔。一旦发生叶片扫塔的情况，则需要更换叶片。为了能够及时对叶片扫塔的情况进行预警，需要对风力发电机组的塔架净空进行监测。因此，亟需一种能够对风力发电机组的塔架净空进行监测的方法，以提高风力发电机组的安全性。

发明内容

本申请实施例提供一种风力发电机组塔架净空监测方法、装置及其系统，能够提高风力发电机组的安全性。

第一方面，本申请实施例提供一种风力发电机组塔架净空监测方法，包括：获取激光测距设备生成的测量数据，激光测距设备设置在风力发电机组的机舱外壳，用于发出N条激光线束，并生成与N条激光线束对应的测量数据，在激光测距设备的一个扫描周期内，N条激光线束中的至少部分被风力发电机组的叶片和/或塔筒所遮挡，测量数据包括测距数据，测距数据用于表征激光测距设备与遮挡激光线束的物体之间的距离，N为大于或等于16的整数；基于测距数据和风力发电机组叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束，无遮挡激光线束包括未被叶片及塔筒遮挡的激光线束；根据无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于参考净空值，当前净空值与无遮挡激光线束的信息具有转换关系；在当前净空值小于参考净空值的情况下，发出净空预警信号。

在一些可能的实施例中，无遮挡激光线束的信息包括无遮挡激光线束的数目，根据无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于参考净空值，包括：获取一个扫描周期内在参考净空值条件下未被叶片及塔筒遮挡的激光线束的数目，作为参考无遮挡激光线束数目；在无遮挡激光线束的数目小于参考无遮挡激光线束数目的情况下，确定当前净空值小于参考净空值。

在一些可能的实施例中，参考无遮挡激光线束数目为安全净空角度与激光雷达发出的激光线束的角分辨率的比值，安全净空角度是指参考净空值条件下塔筒标记位置、激光测距设备和叶片的尖端到达的最低点形成的夹角，塔筒标记位置距离塔筒面向机舱的端面的长度为一个叶片长度。

在一些可能的实施例中，无遮挡激光线束的信息包括无遮挡激光线束中两条无遮挡激光线束形成的最大夹角，根据无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于参考净空值，包括：根据最大夹角和叶片长度，计算得到目标净空值；在参考净空值与目标净空值的差值大于预设偏差阈值的情况下，确定当前净空值小于参考净空值，目标净空值小于当前净空值。

在一些可能的实施例中，根据测距数据和风力发电机组的叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束，包括：在一个扫描周期内，统计N条激光线束各自的遮挡次数，遮挡次数为测距数据表征的距离小于叶片长度的次数；将遮挡次数小于预设次数阈值的激光线束确定为无遮挡激光线束。

在一些可能的实施例中，N条激光线束围绕穿过激光测距设备的扫描旋转轴旋转扫描，基于测距数据和风力发电机组的叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束，包括：选取N条激光线束围绕扫描旋转轴在预定旋转角度范围内的测距数据，预定旋转角度范围的对称轴与塔筒的中心线平行，预定旋转角度范围大于或等于120°；基于选取的测距数据和风力发电机组的叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束。

在一些可能的实施例中，N的取值包括16、32或64。