本发明专利技术公开了一种基于固定式检测与移动式检测的塔筒健康状态监测方法，其在风力发电机的塔筒顶部固定安装检测塔筒顶端晃动的固定传感器，在塔筒上安装可沿塔筒上下移动的检测塔筒振动的移动传感器，比对不同塔筒上固定传感器的监测结果，确定疑似故障塔筒，比对不同塔筒上移动传感器的监测结果，确定所述疑似故障塔筒的疑似故障点，本发明专利技术在固定式检测的基础上引入移动时检测，可对塔筒整体故障问题进行排查并精准确定故障的可能所在位置，提高识别塔筒潜在风险的准确度，采用设备进行故障预排查可避免检查人员爬壁工作量，提高检测工作效率的同时也降低人员高空作业的需求。
【技术实现步骤摘要】
基于固定式检测与移动式检测的塔筒健康状态监测方法
本专利技术涉及风力发电设备健康状态监测领域，特别涉及基于固定式检测与移动式检测的塔筒健康状态监测方法。
技术介绍
风力发电是在近海或山地部署风力发电机，通过风力发电机转动将风能转化为电能的发电方式。风力发电机一般部署在户外，受周围环境影响较大，风力发电机长期与风发生剧烈的相互作用，可能会导致塔筒结构产生隐性故障，若不及时排除，可能进一步会对塔筒产生结构性破坏，甚至塔筒可能在自身重力及风力的双重作用下发生倒塔事故。鉴于此，需要对塔筒健康状态进行实时监测，并能快速精准的查找隐形故障所在位置，及时对塔筒进行健康维护可保证风力发电机持续稳定运行。塔筒是风力发电设备的重要组成部分，其主要用于支撑发电机组，同时吸收风叶及发电机组振动。塔筒一般由多段空心柱体首尾串接形成，各段柱体之间通过法兰进行固定连接。由于要承受风叶及发电机组自重以及狂风给风力发电机所带来的压力，可能存在各柱体本身结构性损伤，也可能在长期使用后，各柱体间连接处结构老化、连接法兰间发生松动，进而造成塔筒支撑不稳，塔筒支撑不稳又会加剧风力发电机振动，进一步加剧风力发电机结构老化，因此塔筒的健康监测尤为重要。为了对风力发电机健康状态进行实时监测，现有的塔筒健康监测技术主要是在塔筒顶部和底部安装角度传感器、位移传感器等，分别监测塔筒的倾角及塔筒顶部偏移，这种监测方法无法获得塔筒整体的变形情况，也无法监测塔筒在各个频率外力下的位移曲线，进而对塔筒的健康状态无法进行全面且准确的监测评估。为克服这一问题，专利ZL201711008222.8公开一种塔筒健康状态监测方法，其在塔筒内部固定设置双轴加速度传感器以采集塔筒的振动数据，同时采用双轴倾角传感器采集塔基的倾角数据，通过结合振动数据与倾角数据的综合分析，确定塔筒健康与否，若塔筒存在异常则自动报警。显然，通过对塔筒的健康检测可及时发现塔筒是否存在连接故障，但塔筒故障的发生具有随机性，故障发生点位往往无法预先确定，因此上述方法只能适用于查看塔筒各柱体连接处连接强度，而不易用于查找风力及风机自重给塔筒柱体本身带来的结构损伤，塔筒的健康监测不够精准或存在安装大量设备浪费的同时增加塔筒负担等问题。另一方面，狂风作用于风力发电机会使塔筒发生摇摆，仅仅采用双轴加速度传感器进行监测可能因作用风力的不同而有所差异，极易造成误报或漏报等问题，上述监测方法有待进一步改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种可对塔筒故障位置进行精准定位的基于固定式检测与移动时检测的塔筒健康状态监测方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术解决方案是：基于固定式检测与移动式检测的塔筒健康状态监测方法，其在风力发电机的塔筒顶部固定安装检测塔筒顶端晃动的固定传感器，在塔筒上安装可沿塔筒上下移动的检测塔筒振动的移动传感器，比对不同塔筒上固定传感器的监测结果，确定疑似故障塔筒，比对不同塔筒上移动传感器的监测结果，确定所述疑似故障塔筒的疑似故障点。较佳的，所述固定传感器获得塔筒顶部的顶部偏移信息，对所述顶部偏移信息做傅里叶变换，获得第一频域信号，比对相互靠近风力发电机塔筒的第一频域信号确定所述疑似故障塔筒。较佳的，所述移动传感器获得塔筒侧壁上的筒壁偏移信息，对所述筒壁偏移信息做傅里叶变换，获得与塔筒高度相关的第二频域信号，由第二频域信号获得各风力发电机塔筒侧壁上不同高度的多个检测点的偏移信息函数并分别求得不同高度的刚度，比对不同风力发电机同一高度的刚度确定疑似故障点。较佳的，所述的固定传感器或移动传感器为GNSS和加速度传感器。较佳的，比对相互靠近风力发电机塔筒的第一频域信号时，每台风力发电机的塔筒均定义有风险因子，遍历计算不同风力发电机塔筒的所述第一频域信号之差，所述第一频域信号之差满足第一阈值条件，则对应两台风力发电机的塔筒分别对其各自的风险因子进行积累，当风险因子大于风险阈值时确定该风力发电机塔筒为所述疑似故障塔筒。较佳的，所述刚度为其中M(x)为弯矩函数，偏移信息函数F(x)可通过移动监测点所监测的大量数据拟合生成函数关系式。较佳的，比对不同风力发电机同一高度的刚度确定疑似故障点时，先确定疑似故障塔筒，对所述疑似故障塔筒上的不同高度均定义由各自的问题因子，遍历计算每个高度上，疑似故障塔筒与和其比较的对比塔筒同一高度的刚度之差，若检测到的刚度之差满足第二阈值条件，则对满足第二阈值条件的高度的问题因子进行积累，当一高度的问题因子大于问题阈值时，确定该高度的点为疑似故障点。较佳的，比对不同风力发电机同一高度的刚度确定疑似故障点时，先确定疑似故障塔筒和对比塔筒，计算疑似故障塔筒与所有对比塔筒同一高度的刚度均值之差，若检测到的刚度之差满足第二阈值条件，则确定该高度的点为疑似故障点。较佳的，在疑似故障点附近密集移动检测的监测点，以获得更准确的故障点位置。较佳的，所述固定传感器和所述移动传感器采用同一套传感器设备，所述传感器设备上移至塔筒顶端并静止在顶端时为所述固定传感器，所述传感器设备上下移动时为所述移动传感器。采用上述方案后，由于本专利技术在固定式检测的基础上引入移动时检测，可对塔筒整体故障问题进行排查并精准确定故障的可能所在位置，提高识别塔筒潜在风险的准确度，采用设备进行故障预排查可避免检查人员爬壁工作量，提高检测工作效率的同时也降低人员高空作业的需求。、附图说明图1是直接采用绳索对移动传感器进行上下移动控制的示意图；图2是采用卷扬机对移动传感器进行上下移动控制的示意图；图3是采用驱动电机对移动传感器进行上下移动控制的示意图；图4是移动装置与筒壁结构组合俯视示意图；图5是本专利技术涉及方法步骤示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详述。本专利技术所揭示的是一种基于固定式检测与移动式检测的塔筒健康状态监测方法，以下为本专利技术的较佳实施例，如图1-5所示，该方法为：在风力发电机的塔筒1顶部固定安装检测塔筒顶端晃动的固定传感器2，在塔筒上安装可沿塔筒上下移动的检测塔筒振动的移动传感器3，比对不同风力发电机塔筒上固定传感器2的监测结果，确定疑似故障塔筒，比对不同风力发电机塔筒上移动传感器3的监测结果，尤其是疑似故障塔筒与其周围塔筒的移动传感器监测结果，确定疑似故障塔筒的疑似故障点，本方法由于涉及到不同塔筒之间的数据比对，因此要求风电场至少拥有三个型号、尺寸相同的风力发电机塔筒，三个及三个以上的风力发电机塔筒间数据的比对可准确确定疑似故障的风力发电机以及故障的准确位置。具体的，先在风力发电机塔筒上安装固定传感器，通过固定传感器获得塔筒顶部的顶部偏移信息，以从整体上判断各塔筒是否正常运行。由于塔筒基部固定安装于地表，塔筒工作异常时其顶部会产生比较明显的表征，因此固定传感器较佳的选择安装在高处，比如塔筒顶部机舱内或机舱表面。顶部偏移信息的检测可直接通过GPS(全球定位系统)、北斗等GNSS(全球卫星导航系统)获得，但本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于固定式检测与移动式检测的塔筒健康状态监测方法，其特征在于：在风力发电机的塔筒顶部固定安装检测塔筒顶端晃动的固定传感器，在塔筒上安装可沿塔筒上下移动的检测塔筒振动的移动传感器，比对不同塔筒上固定传感器的监测结果，确定疑似故障塔筒，比对不同塔筒上移动传感器的监测结果，确定所述疑似故障塔筒的疑似故障点。/n
【技术特征摘要】
1.基于固定式检测与移动式检测的塔筒健康状态监测方法，其特征在于：在风力发电机的塔筒顶部固定安装检测塔筒顶端晃动的固定传感器，在塔筒上安装可沿塔筒上下移动的检测塔筒振动的移动传感器，比对不同塔筒上固定传感器的监测结果，确定疑似故障塔筒，比对不同塔筒上移动传感器的监测结果，确定所述疑似故障塔筒的疑似故障点。
2.根据权利要求1所述的基于固定式检测与移动式检测的塔筒健康状态监测方法，其特征在于：所述固定传感器获得塔筒顶部的顶部偏移信息，对所述顶部偏移信息做傅里叶变换，获得第一频域信号，比对相互靠近风力发电机塔筒的第一频域信号确定所述疑似故障塔筒。
3.根据权利要求1所述的基于固定式检测与移动式检测的塔筒健康状态监测方法，其特征在于：所述移动传感器获得塔筒侧壁上的筒壁偏移信息，对所述筒壁偏移信息做傅里叶变换，获得与塔筒高度相关的第二频域信号，由第二频域信号获得各风力发电机塔筒侧壁上不同高度的多个检测点的偏移信息函数并分别求得不同高度的刚度，比对不同风力发电机同一高度的刚度确定疑似故障点。
4.根据权利要求2或3所述的基于固定式检测与移动式检测的塔筒健康状态监测方法，其特征在于：所述的固定传感器或移动传感器为GNSS和加速度传感器。
5.根据权利要求2所述的基于固定式检测与移动式检测的塔筒健康状态监测方法，其特征在于：比对相互靠近风力发电机塔筒的第一频域信号时，每台风力发电机的塔筒均定义有风险因子，遍历计算不同风力发电机塔筒的所述第一频域信号之差，所述第一频域信号之差满足第一阈值条件，则对应两台风力发电机的塔筒分别对其各自的风险因子进行积累，当风险因子大于风险阈值时确定该风力发...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱英强，邹宜金，连应华，黄新宇，邱国强，陈俊，谢元辉，陈光宇，郭其秀，周辉，
申请(专利权)人：福建华电可门发电有限公司连江风电分公司，格物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。