[发明专利]一种用于风电机组叶片状态的监测方法及系统

说明书

本发明提供了一种用于风电机组叶片状态的监测方法，在风电机组的塔筒上布置至少一组图像监测装置，中央处理器实时根据风向信息向调节图像监测装置位置及角度，风电机组开始运行以后，中央处理器对叶片图像进行分析处理，结合叶片绕叶轮中轴线的转角位置信息获取风电机组叶片状态。本发明同时提供了一种风电机组叶片状态系统，包括一组安装于塔筒的图像监测装置，图像监测装置包括环抱安装于塔筒的环形轨道以及安装于环形轨道的第一图像监测模块、第二图像监测模块和第三图像检测模块。本发明能根据风电机组叶片尺寸灵活调节摄像头角度，图像视野完整，可以获取精确的叶片状态，适用于不同型号的风电机组叶片状态监测。

技术领域

本发明涉及一种用于风电机组叶片状态的监测方法及系统，属于风电机组叶片状态监测技术领域。

背景技术

风电行业作为新能源的重要部分，近几年在世界范围内得到迅速发展。叶片是风电机组中将自然界的风能转换为电能的核心部件，也是衡量风力发电机组设计和制造水平的主要依据之一。因叶片工作长期在外界环境中，载荷复杂多变，经过一段时间运行之后，叶片可能会出现裂纹、破损等问题，若不能及时发现、修补叶片损伤，可能会导致叶片变形、断裂等严重故障，严重影响风电机组发电量，甚至可能影响工作人员的人身安全。

此外，近年来多个风电场中出现了因风电机组设计、制造问题或极端工况导致的叶片净空偏小甚至叶片与塔筒撞击的事故，对叶片净空进行监测也逐渐成为风电行业的共识。

目前监测叶片表面损伤和叶片净空的主要技术方案如下：

监测叶片表面损伤和叶片净空的设备是相互独立的，一般采用图像监测的方式监测叶片表面损伤，将监测叶片表面损伤的图像监测设备安装在机舱前下部，但该方法可较清晰地监测叶片根部吸力面的状态，但因距离叶尖位置较远，且叶片存在一定弯曲，无法清晰地监测叶片尖部、中部位置的表面状态，也无清晰地监测叶片根部压力面的状态。

关于叶片净空监测，一般采用图像监测或雷达波监测的方式，将图像监测设备或雷达波监测设备安装在机舱前下部或塔筒上较低位置，当将图像监测设备或雷达波监测设备安装在机舱前下部时，对于大功率风电机组的叶片，因叶片长度较大，监测设备距叶尖位置较远，难以准确监测、判断叶尖位置与塔筒的距离；当将图像监测或雷达波监测设备安装在塔筒上较低位置时，因风向多变，叶轮将指向不同的方向，因此需要在塔筒周围设置多个监测设备，难以在成本与测试精度方面达到平衡。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种用于风电机组叶片状态的监测方法及系统，安装方便，能根据风电机组叶片尺寸灵活调节摄像头角度，图像视野完整，可以获取精确的叶片状态，适用于不同型号的风电机组叶片状态监测。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种用于风电机组叶片状态的监测方法，包括以下步骤：

S1、在风电机组的塔筒上布置至少一组图像监测装置；图像监测装置包括环抱安装于塔筒的环形轨道以及安装于环形轨道的第一图像监测模块、第二图像监测模块和第三图像检测模块，第二图像检测模块与第三图像检测模块对称地连接于第一图像检测模块的两侧，第一图像监测模块包括第一安装板、固定于第一安装板上表面的第一摄像头、用于调整第一摄像头俯仰角度的第一摄像头驱动电机、第一无线控制模块、位于第一安装板底部的与环形轨道的齿形带啮合的齿轮以及用于驱动齿轮旋转的驱动齿轮电机，第二图像检测模块包括第二安装板、固定于第二安装板上表面的第二摄像头、用于调整第二摄像头俯仰角度的第二摄像头驱动电机以及第二无线控制模块，第三图像检测模块包括第三安装板、固定于第三安装板上表面的第三摄像头、用于调整第三摄像头俯仰角度的第三摄像头驱动电机以及第三无线控制模块；

S2、中央处理器实时根据风向信息向第一图像检测模块的无线控制模块发送控制命令，以控制第一图像检测模块的齿轮旋转，使第一图像检测模块沿环形轨道移动，确保第一图像检测模块的摄像头中轴线在水平方向的投影正对来风方向；