风电机组叶片监控方法、装置及风力发电机制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种风电机组叶片监控方法、装置及风力发电机，该方法包括：获取风力发电机的目标图像；其中，目标图像中包括叶片与塔筒的相对位置；基于目标图像确定风力发电机的叶片净空距离；基于叶片净空距离对风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使叶片净空距离处于预设安全范围内。本发明专利技术能够实现对叶片净空距离的可测监控，避免了可能出现的叶片损坏或叶片扫塔事故，提升了风电机组的安全性。

【技术实现步骤摘要】
风电机组叶片监控方法、装置及风力发电机
本专利技术涉及风力发电
，尤其是涉及一种风电机组叶片监控方法、装置及风力发电机。
技术介绍
叶片净空通常指风电机组运行过程中叶尖部分到塔筒表面的直线距离，当叶片旋转到与塔筒重叠的位置时，此时的距离最小，也称为最小净空。在极端情况下，净空距离太小会引起叶片扫塔情况，破坏叶片结构，严重时可能引起倒塔危险，造成重大的人身财产事故。风电机组设计过程中，按照风电机组设计标准的安全系数要求设计了叶片静态净空的安全裕量，并进行了大量仿真计算。但是实际运行中，现场环境复杂，尤其在极端风况条件下(如极端风速、风向变化，极端风剪切等)容易出现叶片净空的突然变化，进而影响到风电机组的安全问题。因此，现有的风电机组存在因叶片净空而导致的安全性的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种风电机组叶片监控方法、装置及风力发电机，能够实现对叶片净空距离的可测监控，避免了可能出现的叶片损坏或叶片扫塔等事故，提升了风电机组的安全性。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种风电机组叶片监控方法，包括：获取风力发电机的目标图像；其中，所述目标图像中包括叶片与塔筒的相对位置；基于所述目标图像确定所述风力发电机的叶片净空距离；基于所述叶片净空距离对所述风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使所述叶片净空距离处于预设安全范围内。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述基于所述目标图像确定所述风力发电机的叶片净空距离的步骤，包括：对所述目标图像进行特征提取，得到所述目标图像中的叶片位置和塔筒位置；基于所述叶片位置与所述塔筒位置的相对位置，确定所述风力发电机的叶片净空距离。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述获取风力发电机的目标图像的步骤，包括：基于图像传感器实时或以预设时间间隔采集所述风力发电机的叶片与塔筒相对位置图像，得到目标图像；其中，所述图像传感器设置于风力发电机的机舱前端底部。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述基于所述叶片净空距离对所述风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使所述叶片净空距离处于预设安全范围内的步骤，包括：获取所述风力发电机的运行状态及所述风力发电机所处的环境状态；基于所述运行状态和所述环境状态确定所述风力发电机叶片的最小净空值和危险净空值；基于所述叶片净空距离、所述最小净空值和所述危险净空值对所述风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使所述叶片净空距离大于所述最小净空值。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述基于所述运行状态和所述环境状态确定所述风力发电机叶片的最小净空值和危险净空值的步骤，包括：基于所述环境状态确定所述风力发电机叶片的第一净空阈值；其中，所述环境状态包括风速、风向、温度和湿度；基于所述运行状态确定所述风力发电机叶片的第二净空阈值；其中，所述运行状态包括风轮转速、桨距角、风轮位置角和机舱前后加速度；基于所述第一净空阈值和所述第二净空阈值确定最小净空值和危险净空值。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述基于所述第一净空阈值和所述第二净空阈值确定最小净空值和危险净空值的步骤，包括：将所述第一净空阈值和所述第二净空阈值中的最小值作为所述最小净空值；基于所述最小净空值及预设计算算式确定所述危险净空值；其中，所述预设计算算式为：Lt_min＝k*Lt，Lt_min为所述危险净空值，Lt为所述最小净空值，k为常数，0<k<1。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述基于所述叶片净空距离、所述最小净空值和所述危险净空值对所述风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使所述叶片净空距离大于所述最小净空值的步骤，包括：当所述叶片净空距离大于所述危险净空值，且小于等于所述最小净空值时，控制所述风力发电机的机舱进行旋转以使机组侧向对风，或者，控制叶片桨距角增大至预设角度；当所述叶片净空距离小于等于所述危险净空值时，控制所述风力发电机停机。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种风电机组叶片监控装置，包括：获取模块，用于获取风力发电机的目标图像；其中，所述目标图像中包括叶片与塔筒的相对位置；确定模块，用于基于所述目标图像确定所述风力发电机的叶片净空距离；控制模块，用于基于所述叶片净空距离对所述风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使所述叶片净空距离处于预设安全范围内。第三方面，本专利技术实施例提供了一种风力发电机，包括：图像传感器、控制器和风机主体，所述控制器包括处理器和存储装置；所述图像传感器设置于风力发电机的机舱前端底部；所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如第一方面任一项所述的方法。第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面任一项所述的方法的步骤。本专利技术实施例提供了一种风电机组叶片监控方法、装置及风力发电机，通过…(独权的总结)，通过获取包括叶片和塔筒相对位置的目标图像，基于该目标图像确定风力发电机的叶片净空距离，并根据叶片净空距离大小对叶片或机舱采取控制动作，能够使风力发电机的叶片净空距离处于预设安全范围内，实现了对叶片净空距离的可测监控，避免了可能出现的叶片损坏或叶片扫塔事故，提升了风电机组的安全性。本专利技术实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本专利技术实施例的上述技术即可得知。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术实施例所提供的一种风电机组叶片监控方法流程图；图2示出了本专利技术实施例所提供的一种风力发电机结构示意图；图3示出了本专利技术实施例所提供的一种叶片净空距离控制原理图；图4示出了本专利技术实施例所提供的一种风电机组叶片监控装置结构示意图。图标：21-图像传感器；22-控制器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。目前大多数风电机组，并没有将叶片净空距离作为实时监测变量，风电机组控制系统对叶片净空值也没有直接进行控制，容易导致叶片损坏或叶片扫塔等事故。考虑到现有的风电机组还存在安全性较低的问题，为改善本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电机组叶片监控方法，其特征在于，包括：/n获取风力发电机的目标图像；其中，所述目标图像中包括叶片与塔筒的相对位置；/n基于所述目标图像确定所述风力发电机的叶片净空距离；/n基于所述叶片净空距离对所述风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使所述叶片净空距离处于预设安全范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电机组叶片监控方法，其特征在于，包括：
获取风力发电机的目标图像；其中，所述目标图像中包括叶片与塔筒的相对位置；
基于所述目标图像确定所述风力发电机的叶片净空距离；
基于所述叶片净空距离对所述风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使所述叶片净空距离处于预设安全范围内。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标图像确定所述风力发电机的叶片净空距离的步骤，包括：
对所述目标图像进行特征提取，得到所述目标图像中的叶片位置和塔筒位置；
基于所述叶片位置与所述塔筒位置的相对位置，确定所述风力发电机的叶片净空距离。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取风力发电机的目标图像的步骤，包括：
基于图像传感器实时或以预设时间间隔采集所述风力发电机的叶片与塔筒相对位置图像，得到目标图像；其中，所述图像传感器设置于风力发电机的机舱前端底部。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述叶片净空距离对所述风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使所述叶片净空距离处于预设安全范围内的步骤，包括：
获取所述风力发电机的运行状态及所述风力发电机所处的环境状态；
基于所述运行状态和所述环境状态确定所述风力发电机叶片的最小净空值和危险净空值；
基于所述叶片净空距离、所述最小净空值和所述危险净空值对所述风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使所述叶片净空距离大于所述最小净空值。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述运行状态和所述环境状态确定所述风力发电机叶片的最小净空值和危险净空值的步骤，包括：
基于所述环境状态确定所述风力发电机叶片的第一净空阈值；其中，所述环境状态包括风速、风向、温度和湿度；
基于所述运行状态确定所述风力发电机叶片的第二净空阈值；其中，所述运行状态包括风轮转速、桨距角、风轮位置角和机舱前后加速度；
基于所述第一净空...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国强，王文亮，叶少青，袁凌，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11