风力发电机组塔架净空监测方法、装置及其系统制造方法及图纸

本申请公开了一种风力发电机组塔架净空监测方法、装置及其系统，属于风力发电技术领域。该方法包括：获取激光测距设备生成的测量数据，激光测距设备设置在风力发电机组的机舱外壳，用于发出N条激光线束，并生成与N条激光线束对应的测量数据，测量数据包括测距数据；基于测距数据和风力发电机组叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束，无遮挡激光线束包括未被叶片及塔筒遮挡的激光线束；根据无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于参考净空值；在当前净空值小于参考净空值的情况下，发出净空预警信号。根据本申请实施例能够提高风力发电机组的安全性。能够提高风力发电机组的安全性。能够提高风力发电机组的安全性。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组塔架净空监测方法、装置及其系统


[0001]本申请属于风力发电
，尤其涉及一种风力发电机组塔架净空监测方法、装置及其系统。

技术介绍

[0002]风力发电机组的塔架净空是指叶轮在旋转过程中叶片的叶尖到塔筒表面的距离。对于风力发电机组而言，叶片在旋转过程中有可能会打到塔筒，即发生叶片扫塔。一旦发生叶片扫塔的情况，则需要更换叶片。为了能够及时对叶片扫塔的情况进行预警，需要对风力发电机组的塔架净空进行监测。因此，亟需一种能够对风力发电机组的塔架净空进行监测的方法，以提高风力发电机组的安全性。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种风力发电机组塔架净空监测方法、装置及其系统，能够提高风力发电机组的安全性。
[0004]第一方面，本申请实施例提供一种风力发电机组塔架净空监测方法，包括：获取激光测距设备生成的测量数据，激光测距设备设置在风力发电机组的机舱外壳，用于发出N条激光线束，并生成与N条激光线束对应的测量数据，在激光测距设备的一个扫描周期内，N条激光线束中的至少部分被风力发电机组的叶片和/或塔筒所遮挡，测量数据包括测距数据，测距数据用于表征激光测距设备与遮挡激光线束的物体之间的距离，N为大于或等于16的整数；基于测距数据和风力发电机组叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束，无遮挡激光线束包括未被叶片及塔筒遮挡的激光线束；根据无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于参考净空值，当前净空值与无遮挡激光线束的信息具有转换关系；在当前净空值小于参考净空值的情况下，发出净空预警信号。
[0005]在一些可能的实施例中，无遮挡激光线束的信息包括无遮挡激光线束的数目，根据无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于参考净空值，包括：获取一个扫描周期内在参考净空值条件下未被叶片及塔筒遮挡的激光线束的数目，作为参考无遮挡激光线束数目；在无遮挡激光线束的数目小于参考无遮挡激光线束数目的情况下，确定当前净空值小于参考净空值。
[0006]在一些可能的实施例中，参考无遮挡激光线束数目为安全净空角度与激光雷达发出的激光线束的角分辨率的比值，安全净空角度是指参考净空值条件下塔筒标记位置、激光测距设备和叶片的尖端到达的最低点形成的夹角，塔筒标记位置距离塔筒面向机舱的端面的长度为一个叶片长度。
[0007]在一些可能的实施例中，无遮挡激光线束的信息包括无遮挡激光线束中两条无遮挡激光线束形成的最大夹角，根据无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于参考净空值，包括：根据最大夹角和叶片长度，计算得到目标净空值；在参考净空值与目标净空值的差值大于预设偏差阈值的情况下，确定当前净空值小于参考净空值，目
标净空值小于当前净空值。
[0008]在一些可能的实施例中，根据测距数据和风力发电机组的叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束，包括：在一个扫描周期内，统计N条激光线束各自的遮挡次数，遮挡次数为测距数据表征的距离小于叶片长度的次数；将遮挡次数小于预设次数阈值的激光线束确定为无遮挡激光线束。
[0009]在一些可能的实施例中，N条激光线束围绕穿过激光测距设备的扫描旋转轴旋转扫描，基于测距数据和风力发电机组的叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束，包括：选取N条激光线束围绕扫描旋转轴在预定旋转角度范围内的测距数据，预定旋转角度范围的对称轴与塔筒的中心线平行，预定旋转角度范围大于或等于120
°
；基于选取的测距数据和风力发电机组的叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束。
[0010]在一些可能的实施例中，N的取值包括16、32或64。
[0011]在一些可能的实施例中，该方法还包括：在获取的N条激光线束对应的测距数据表征的距离均小于异常距离阈值的情况下，发出异常提示信息，异常距离阈值小于叶片长度，异常提示信息用于提示激光测距设备发生异常。
[0012]在一些可能的实施例中，测量数据还包括N条激光线束围绕扫描旋转轴旋转的扫描角度，该方法还包括：获取多个扫描周期的测距数据和扫描角度；根据每个扫描周期的测距数据和扫描角度，生成每个扫描周期的叶片的形状图像和/或塔筒的形状图像；基于多个扫描周期的叶片的形状图像和/或塔筒的形状图像，生成叶片形变动态图像和/或塔筒形变动态图像。
[0013]第二方面，本申请实施例提供一种风力发电机组塔架净空监测装置，包括：数据获取单元，用于获取激光测距设备生成的测量数据，激光测距设备设置在风力发电机组的机舱外壳，用于发出N条激光线束，并生成与N条激光线束对应的测量数据，在激光测距设备的一个扫描周期内，N条激光线束中的至少部分被风力发电机组的叶片和/或塔筒所遮挡，测量数据包括测距数据，测距数据用于表征激光测距设备与遮挡激光线束的物体之间的距离，N为大于或等于16的整数；第一处理单元，用于基于测距数据和风力发电机组叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束，无遮挡激光线束包括未被叶片及塔筒遮挡的激光线束；第二处理单元，用于根据无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于参考净空值，当前净空值与无遮挡激光线束的信息具有转换关系；以及预警单元，用于在当前净空值小于参考净空值的情况下，发出净空预警信号。
[0014]第三方面，本申请实施例提供一种风力发电机组塔架净空监测系统，包括：激光测距设备，设置于风力发电机组的机舱外壳，激光测距设备发出N条激光线束，并生成与N条激光线束对应的测量数据，测量数据包括测距数据，测距数据用于表征激光测距设备与遮挡激光线束的物体之间的距离，在一个扫描周期内，N条激光线束中的至少部分被风力发电机组的叶片和/或塔筒所遮挡，N为大于等于16的整数；监测模块，用于基于测距数据和风力发电机组叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束，根据无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于参考净空值，在当前净空值小于参考净空值的情况下，发出净空预警信号，无遮挡激光线束包括未被叶片及塔筒遮挡的激光线束，当前净空值与无遮挡激光线束的信息具有转换关系。
[0015]在一些可能的实施例中，无遮挡激光线束的信息包括无遮挡激光线束的数目，监
测模块用于：获取一个扫描周期内在参考净空值条件下测得的未被叶片及塔筒遮挡的激光线束的数目，作为参考无遮挡激光线束数目；在无遮挡激光线束的数目小于参考无遮挡激光线束数目的情况下，确定当前净空值小于参考净空值。
[0016]在一些可能的实施例中，无遮挡激光线束的信息包括无遮挡激光线束中两条目标无遮挡激光线束形成的最大夹角，监测模块用于：根据最大夹角和叶片长度，计算得到目标净空值；在参考净空值与目标净空值的差值大于预设偏差阈值的情况下，确定当前净空值小于参考净空值，目标净空值小于当前净空值。
[0017]在一些可能的实施例中，监测模块用于：在一个扫描周期内，统计N条激光线束各自的遮挡次数，遮挡次数为测距数据表征的距离小于叶片长度的次数；将遮挡次数小于预设次数阈值的激光线束确定为无遮挡激光线束。
[0018]在一些可能的实施例中，激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组塔架净空监测方法，其特征在于，包括：获取激光测距设备生成的测量数据，所述激光测距设备设置在风力发电机组的机舱外壳，用于发出N条激光线束，并生成与N条激光线束对应的所述测量数据，在所述激光测距设备的一个扫描周期内，N条激光线束中的至少部分被所述风力发电机组的叶片和/或所述塔筒所遮挡，所述测量数据包括测距数据，所述测距数据用于表征所述激光测距设备与遮挡激光线束的物体之间的距离，N为大于或等于16的整数；基于所述测距数据和所述风力发电机组叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束，所述无遮挡激光线束包括未被所述叶片及塔筒遮挡的激光线束；根据所述无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于所述参考净空值，所述当前净空值与所述无遮挡激光线束的信息具有转换关系；在所述当前净空值小于所述参考净空值的情况下，发出净空预警信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无遮挡激光线束的信息包括所述无遮挡激光线束的数目，所述根据所述无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于所述参考净空值，包括：获取一个所述扫描周期内在所述参考净空值条件下未被所述叶片及所述塔筒遮挡的激光线束的数目，作为参考无遮挡激光线束数目；在所述无遮挡激光线束的数目小于所述参考无遮挡激光线束数目的情况下，确定所述当前净空值小于所述参考净空值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参考无遮挡激光线束数目为安全净空角度与激光雷达发出的激光线束的角分辨率的比值，所述安全净空角度是指所述参考净空值条件下塔筒标记位置、所述激光测距设备和所述叶片的尖端到达的最低点形成的夹角，所述塔筒标记位置距离所述塔筒面向机舱的端面的长度为一个所述叶片长度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无遮挡激光线束的信息包括所述无遮挡激光线束中两条所述无遮挡激光线束形成的最大夹角，所述根据所述无遮挡激光线束的信息和参考净空值，确定当前净空值是否小于所述参考净空值，包括：根据所述最大夹角和所述叶片长度，计算得到目标净空值；在所述参考净空值与所述目标净空值的差值大于预设偏差阈值的情况下，确定所述当前净空值小于所述参考净空值，所述目标净空值小于所述当前净空值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述测距数据和所述风力发电机组的叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线束，包括：在一个所述扫描周期内，统计N条激光线束各自的遮挡次数，所述遮挡次数为所述测距数据表征的距离小于所述叶片长度的次数；将所述遮挡次数小于预设次数阈值的激光线束确定为所述无遮挡激光线束。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，N条激光线束围绕穿过所述激光测距设备的扫描旋转轴旋转扫描，所述基于所述测距数据和所述风力发电机组的叶片的叶片长度，确定无遮挡激光线
束，包括：选取N条激光线束围绕所述扫描旋转轴在预定旋转角度范围内的所述测距数据，所述预定旋转角度范围的对称轴与所述塔筒的中心线平行，所述预定旋转角度范围大于或等于120
°
；基于选取的所述测距数据和所述风力发电机组的叶片的叶片长度，确定所述无遮挡激光线束。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，N的取值包括16、32或64。8.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在获取的N条激光线束对应的所述测距数据表征的距离均小于异常距离阈值的情况下，发出异常提示信息，所述异常距离阈值小于所述叶片长度，所述异常提示信息用于提示所述激光测距设备发生异常。9.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述测量数据还包括N条激光线束围绕扫描旋转轴旋转的扫描角度，所述方法还包括：获取多个所述扫描周期的所述测距数据和所述扫描角度；根据每个所述扫描周期的所述测距数据和扫描角度，生成每个所述扫描周期的所述叶片的形状图像和/或所述塔筒的形状图像；基于多个扫描周期的所述叶片的形状图像和/或所述塔筒的形状图像，生成叶片形变动态图像和/或塔筒形变动态图像。10.一种风力发电机组塔架净空监测装置，其特征在于，包括：数据获取单元，用于获...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，陈志翔，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：