[发明专利]风力发电机组叶片净空的监测装置及方法及风力发电机组

说明书

本申请实施例提供一种风力发电机组叶片净空的监测装置及方法及风力发电机组。该监测方法包括：获取风力发电机组小风停止时叶片的叶尖至塔筒的垂直初始距离；获取风力发电机组运行过程中叶尖形变产生的位移量，叶尖形变产生的位移量与叶尖位置的受载大小相关；以及基于叶尖至塔筒的垂直初始距离及风力发电机组运行过程中叶尖形变产生的位移量来对叶片的净空距离进行监测。从而能够经济、有效地对叶片的净空距离进行监测，以防止扫塔。

技术领域

本申请实施例涉及风电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组叶片净空的监测装置及方法及风力发电机组。

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。

为了防止风力发电机组在运行过程中出现的扫塔现象，风力发电机组一般需要配备有叶片净空监测设备。目前行业内所使用的方法通常是在机舱底部加装激光雷达探测仪，向下发射激光束测量叶片叶尖经过时的反射波，来计算叶片旋转时经过塔筒的角度和净空距离。另外，也有一些使用视频拍照设备等来测量叶片的净空距离。然而，这些外装设备较大程度上会受到风力发电机组现场雨、雪、大雾、大风沙等环境的影响，容易造成叶片净空监测数据的不准确，而数据有效性差则可能还会导致叶片与塔筒碰撞事故的发生；而且，这些测试设备成本昂贵。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种风力发电机组叶片净空的监测装置及方法及风力发电机组，能够经济、有效地进行叶片的净空距离的监测。

本申请实施例的一个方面提供一种风力发电机组叶片净空的监测方法。所述监测方法包括：获取风力发电机组小风停止时叶片的叶尖至塔筒的垂直初始距离；获取所述风力发电机组运行过程中所述叶尖形变产生的位移量，所述叶尖形变产生的位移量与所述叶尖位置的受载大小相关；以及基于所述叶尖至所述塔筒的垂直初始距离及所述风力发电机组运行过程中所述叶尖形变产生的所述位移量来对所述叶片的净空距离进行监测。

本申请实施例的另一个方面还提供一种风力发电机组叶片净空的监测装置。所述监测装置包括位移传感器及主控系统。所述位移传感器用于基于所述风力发电机组运行过程中所述叶尖位置的受载大小来输出所述叶尖形变产生的位移量。所述位移传感器通讯连接至所述主控系统，所述主控系统用于基于所述风力发电机组小风停止时测量得到的所述叶片的叶尖至塔筒的垂直初始距离及所述风力发电机组运行过程中所述叶尖形变产生的所述位移量来对所述叶片的净空距离进行监测。

本申请实施例的又一个方面还提供一种风力发电机组，其包括塔筒、安装在所述塔筒顶端的机舱、安装在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叶片净空的监测装置。

本申请一个或多个实施例的风力发电机组叶片净空的监测装置及其监控方法以及风力发电机组通过获得叶尖形变产生的位移量，即可方便地计算得出叶片的净空距离，无需经过复杂的运算，大大降低了运算能力，提高了响应时间，并且监测简单、方便、成本低廉。

本申请一个或多个实施例的风力发电机组叶片净空的监测装置及其监控方法以及风力发电机组可以经济、有效地对叶片的净空距离进行监测，不易受环境影响，从而可以有效地防止扫塔现象的发生。

附图说明

图1为本申请一个实施例的风力发电机组的示意图；

图2为本申请一个实施例的叶片静载试验的简化示意图；

图3为本申请一个实施例的叶片最大挥舞方向加载载荷与四个测量点位置的最大挥舞方向载荷应变的关系图；

图4为本申请一个实施例的叶片最大挥舞方向加载载荷与四个测量点位置的最大挥舞方向挠度的关系图；