风力发电机组的叶片载荷传感器的故障检测设备及其方法技术

本公开提供了一种风力发电机组的叶片载荷传感器的故障检测设备及其方法。所述故障检测方法包括：使用叶片载荷传感器分别获得风力发电机组的每个叶片在特定方位角处的载荷感测信号；根据获得的载荷感测信号计算所述每个叶片的载荷相关值；并且基于所述载荷相关值生成检测信号，以确定叶片载荷传感器是否发生故障。障。障。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的叶片载荷传感器的故障检测设备及其方法


[0001]本公开涉及风力发电
，更具体地，本公开涉及一种风力发电机组的叶片载荷传感器的故障检测设备及其方法。

技术介绍

[0002]风电技术已经成为新能源结构中重要组成部分，然而装机容量的不断增加，风机结构尺寸的变大，导致风电行业面临运维成本不断增高。风机叶片是风力发电机组捕获风能的核心部件，其受力复杂多变，过载或疲劳会造成风机叶片不能正常运行。因此，需要感测系统(例如叶片载荷传感器)来感测风力发电机组的叶片载荷，从而确定叶片是否正常运行。
[0003]然而，现有的感测系统(例如基于光纤或基于应变器的)容易漂移，因此它们需要相对频繁的校准。当前对于感测系统的校准操作基于预定时间间隔来启动，但是这种启动方法并不能反映实际需求，可能导致校准操作启动太频繁或太少。

技术实现思路

[0004]本公开的示例性实施例提供了一种风力发电机组的叶片载荷传感器的故障检测设备及其方法，至少解决上述技术问题和上文未提及的其它技术问题，并且提供下述的有益效果。
[0005]本公开的一方面在于提供一种用于风力发电机组的叶片载荷传感器的故障检测设备，所述故障检测设备可以包括：叶片载荷残差产生器，被配置为从叶片载荷传感器分别获得风力发电机组的每个叶片在特定方位角处的载荷感测信号，并且根据获得的载荷感测信号计算所述每个叶片的载荷相关值；以及上下计数器，被配置为基于所述载荷相关值生成检测信号，以确定叶片载荷传感器是否发生故障。
[0006]可选地，所述特定方位角基于初始指定方位角按照方位角分辨率而改变。
[0007]可选地，所述特定方位角基于初始指定方位角和采样间隔而改变。
[0008]叶片载荷残差产生器可以被配置为使用相邻的两个叶片在同一特定方位角处获得的载荷感测信号来分别计算所述每个叶片的载荷差值。
[0009]叶片载荷残差产生器可以被配置为将所有叶片中的第一叶片的特定方位角作为参考方位角；将参考方位角和第二叶片与第一叶片之间的夹角相加，将相加结果作为第二叶片的特定方位角；使用第一叶片和第二叶片在参考方位角处获得的载荷感测信号来计算第一叶片的载荷差值；使用第二叶片和与其相邻的下一叶片在第二叶片的特定方位角处获得的载荷感测信号来计算第二叶片的载荷差值。
[0010]叶片载荷残差产生器还可以被配置为将参考方位角和第三叶片与第一叶片之间的夹角相加，将相加结果作为第三叶片的特定方位角；使用第三叶片和第一叶片在第三叶片的特定方位角处获得的载荷感测信号来计算第三叶片的载荷差值，其中，第一叶片、第二叶片以及第三叶片按顺时针依次排列。
[0011]上下计数器可以被配置为使用上下计数器对所述每个叶片的载荷相关值进行统计来获得所述每个叶片在特定方位角的计数值；使用所述每个叶片在特定方位角的计数值来生成所述检测信号。
[0012]上下计数器可以被配置为将所述每个叶片在特定方位角的计数值分别与预定阈值进行比较；如果任意一个叶片在特定方位角的计数值大于所述预定阈值，则将所述检测信号设置为真，否则将所述检测信号设置为假。
[0013]叶片载荷残差产生器可以被配置为将所述每个叶片在特定方位角处的载荷感测信号作为针对所述每个叶片的数组中的元素依次进行存储；并且根据叶片转动实时更新针对所述每个叶片的数组中的载荷感测信号。
[0014]本公开的另一方面在于提供一种用于风力发电机组的叶片载荷传感器的故障检测方法，所述方法可以包括：使用叶片载荷传感器分别获得风力发电机组的每个叶片在特定方位角处的载荷感测信号；根据获得的载荷感测信号计算所述每个叶片的载荷相关值；并且基于所述载荷相关值生成检测信号，以确定叶片载荷传感器是否发生故障。
[0015]在所述方法中，所述特定方位角基于初始指定方位角按照方位角分辨率而改变。
[0016]在所述方法中，所述特定方位角基于初始指定方位角和采样间隔而改变。
[0017]根据获得的载荷感测信号计算所述每个叶片的载荷相关值的步骤可以包括：使用相邻的两个叶片在同一特定方位角处获得的载荷感测信号来分别计算所述每个叶片的载荷差值。
[0018]根据获得的载荷感测信号计算所述每个叶片的载荷相关值的步骤可以包括：将所有叶片中的第一叶片的特定方位角作为参考方位角；将参考方位角和第二叶片与第一叶片之间的夹角相加，将相加结果作为第二叶片的特定方位角；使用第一叶片和第二叶片在参考方位角处获得的载荷感测信号来计算第一叶片的载荷差值；使用第二叶片和与其相邻的下一叶片在第二叶片的特定方位角处获得的载荷感测信号来计算第二叶片的载荷差值。
[0019]根据获得的载荷感测信号计算所述每个叶片的载荷相关值的步骤还可以包括：将参考方位角和第三叶片与第一叶片之间的夹角相加，将相加结果作为第三叶片的特定方位角；使用第三叶片和第一叶片在第三叶片的特定方位角处获得的载荷感测信号来计算第三叶片的载荷差值，其中，第一叶片、第二叶片以及第三叶片按顺时针依次排列。
[0020]基于所述载荷相关值生成检测信号的步骤可以包括：使用上下计数器对所述每个叶片的载荷相关值进行统计来获得所述每个叶片在特定方位角的计数值；使用所述每个叶片在特定方位角的计数值来生成所述检测信号。
[0021]使用所述每个叶片在特定方位角的计数值来生成所述检测信号的步骤可以包括：将所述每个叶片在特定方位角的计数值分别与预定阈值进行比较；如果任意一个叶片在特定方位角的计数值大于所述预定阈值，则将所述检测信号设置为真，否则将所述检测信号设置为假。
[0022]获得所述每个叶片在特定方位角处的载荷感测信号的步骤可以包括：将所述每个叶片在特定方位角处的载荷感测信号作为针对所述每个叶片的数组中的元素依次进行存储；并且根据叶片转动实时更新针对所述每个叶片的数组中的载荷感测信号。
[0023]本公开的另一方面在于提供一种用于风力发电机组的叶片载荷传感器的故障检测装置，所述装置可以包括：计算模块，用于使用叶片载荷传感器分别获得风力发电机组的
每个叶片在特定方位角处的载荷感测信号，并且根据获得的载荷感测信号计算所述每个叶片的载荷相关值；以及确定模块，用于基于所述载荷相关值生成检测信号，以确定叶片载荷传感器是否发生故障。
[0024]根据本公开的示例性实施例，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当计算机程序被处理器执行时实现如上所述的风力发电机组的叶片载荷传感器的故障检测方法。
[0025]根据本公开的另一示例性实施例，提供一种计算机，包括存储有计算机程序的可读介质和处理器，其特征在于，当处理器运行计算机程序时执行如上所述的风力发电机组的叶片载荷传感器的故障检测方法。
[0026]以上描述的设备和方法能够通过检测叶片的载荷趋势变化(例如叶片载荷传感器的漂移行为)来检测叶片载荷传感器是否出现故障。此外，当使用上述故障检测方法检测每个叶片的叶片载荷传感器之间的误差趋势时，不仅能检测叶片载荷传感器中的漂移误差，还可以检测叶片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风力发电机组的叶片载荷传感器的故障检测设备，所述故障检测设备包括：叶片载荷残差产生器，被配置为从叶片载荷传感器分别获得风力发电机组的每个叶片在特定方位角处的载荷感测信号，并且根据获得的载荷感测信号计算所述每个叶片的载荷相关值；以及上下计数器，被配置为基于所述载荷相关值生成检测信号，以确定叶片载荷传感器是否发生故障。2.如权利要求1所述的故障检测设备，其中，所述特定方位角基于初始指定方位角按照方位角分辨率而改变。3.如权利要求1所述的故障检测设备，其中，所述特定方位角基于初始指定方位角和采样间隔而改变。4.如权利要求1所述的故障检测设备，其中，叶片载荷残差产生器被配置为使用相邻的两个叶片在同一特定方位角处获得的载荷感测信号来分别计算所述每个叶片的载荷差值。5.如权利要求4所述的故障检测设备，其中，叶片载荷残差产生器被配置为：将所有叶片中的第一叶片的特定方位角作为参考方位角；将参考方位角和第二叶片与第一叶片之间的夹角相加，将相加结果作为第二叶片的特定方位角；使用第一叶片和第二叶片在参考方位角处获得的载荷感测信号来计算第一叶片的载荷差值；使用第二叶片和与其相邻的下一叶片在第二叶片的特定方位角处获得的载荷感测信号来计算第二叶片的载荷差值。6.如权利要求5所述的故障检测设备，其中，叶片载荷残差产生器还被配置为：将参考方位角和第三叶片与第一叶片之间的夹角相加，将相加结果作为第三叶片的特定方位角；使用第三叶片和第一叶片在第三叶片的特定方位角处获得的载荷感测信号来计算第三叶片的载荷差值，其中，第一叶片、第二叶片以及第三叶片按顺时针依次排列。7.如权利要求1所述的故障检测设备，其中，上下计数器被配置为：使用上下计数器对所述每个叶片的载荷相关值进行统计来获得所述每个叶片在特定方位角的计数值；使用所述每个叶片在特定方位角的计数值来生成所述检测信号。8.如权利要求7所述的故障检测设备，其中，上下计数器被配置为：将所述每个叶片在特定方位角的计数值分别与预定阈值进行比较；如果任意一个叶片在特定方位角的计数值大于所述预定阈值，则将所述检测信号设置为真，否则将所述检测信号设置为假。9.如权利要求2或3所述的故障检测设备，其中，叶片载荷残差产生器被配置为：将所述每个叶片在特定方位角处的载荷感测信号作为针对所述每个叶片的数组中的元素依次进行存储；并且根据叶片转动实时更新针对所述每个叶片的数组中的载荷感测信号。
10.一种用于风力发电机组的叶片载荷传感器的故障检测方法，所述方法包括：使用叶片载荷传感器分别获得风力发电机组的每个叶片在特定方位角处的载荷感测信号；根据获得的载荷感测信号计算所述每个叶片的载荷相关值；并且基于所述载荷相关值生成检测信号，以确定叶片载荷传感器是否发生故障。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述特定方位角基于初始指定方位角按照方位角分辨率而改变。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：