[发明专利]一种风电机组塔筒状态监测方法

权利要求书

1.一种风电机组塔筒状态监测方法，其特征在于包括以下过程：

S1、在塔筒的每层塔筒法兰和每节塔筒中间位置环向均匀部署4个惯性测量装置，在叶根轮毂内部署2个加速度传感器；

S2、风电机组运行时，叶轮随之转动，加速度传感器实时监测加速度数据，并由数据采集仪传输至中央处理器，中央处理器根据加速度数据获取叶轮的实时转速和各叶片的实时位置；惯性测量装置实时监测各监测位置的惯性测量数据，并由数据采集仪传输至中央处理器，中央处理器根据惯性测量数据获取各监测位置沿x方向、y方向和z方向三个方向的速度和位移，以及绕x方向、y方向和z方向转动的角速度和角度；对于各惯性测量装置，x方向指主风向方向，z方向为竖直向上方向，y方向为与x方向和z方向垂直的方向；

S3、根据各监测数据实现塔筒状态实时监测，包括以下过程：

S3.1、设第i节塔筒中间的第j个惯性测量装置标记为第i_tj号惯性测量装置，以时间T＝1秒为一个数据统计分析周期，将通过第i_tj号惯性测量装置的惯性测量数据进行分析计算得到的沿x方向、y方向和z方向三个方向的位移记为D_{_i_tjx}、D_{_i_tjy}和D_{_i_tjz}，绕x方向、y方向和z方向三个方向的角度变化记为A_{_i_tjx}、A_{_i_tjy}和A_{_i_tjz}；第i层塔筒法兰的第j个惯性测量装置标记为第i_fj号惯性测量装置，将通过第i_fj号惯性测量装置的惯性测量数据进行分析计算得到的沿x方向、y方向和z方向三个方向的位移记为D_{_i_fjx}、D_{_i_fjy}和D_{_i_fjz}，绕x方向、y方向和z方向三个方向的角度变化记为A_{_i_fjx}、A_{_i_fjy}和A_{_i_fjz}；当该时间T＝1秒数据统计分析周期结束后，立即开始下一个T＝1秒数据统计分析周期，如此不间断统计分析；重复步骤S3.2至步骤S3.4，循环地对各节塔筒状态进行监测；

S3.2、对于当前第i节塔筒及上下法兰的惯性测量装置，若以下三种情况中的任一情况成立：

||(D_{_i+1_fjx}-D_{_i_tjx})/(D_{_i_tjx}-D_{_i_fjx})|-1|≥0.3；

||(D_{_i+1_fjy}-D_{_i_tjy})/(D_{_i_tjy}-D_{_i_fjy})|-1|≥0.3；

||(D_{_i+1_fjz}-D_{_i_tjz})/(D_{_i_tjz}-D_{_i_fjz})|-1|≥0.3；

则说明第i_fj号惯性测量装置、第i_tj号惯性测量装置和第i+1_fj号惯性测量装置处的塔筒变形量异常，发出第i节塔筒变形量异常的安全预警；

S3.3、对于当前第i节塔筒的惯性测量装置，若以下两种情况中的任一情况成立：

||D_{_i_t1x}/D_{_i_t3x}|-1|≥0.3；

||D_{_i_t2x}/D_{_i_t4x}|-1|≥0.3；

则说明第i节塔筒中间部位变形量明显异常，并发出第i节塔筒中间部位变形量异常的安全预警；

S3.4、对于当前第i节塔筒的惯性测量装置，若以下两种情况中的任一情况成立：

||A_{_i_t1x}/A_{_i_t3x}|-1|≥0.3；

||A_{_i_t2x}/A_{_i_t4x}|-1|≥0.3；

则说明第i节塔筒中间部位角度变化明显异常，并发出第i节塔筒中间部位角度变化异常的安全预警。