一种用于风电机组叶片状态的监测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于风电机组叶片状态的监测方法，在风电机组的塔筒上布置至少一组图像监测装置，中央处理器实时根据风向信息向调节图像监测装置位置及角度，风电机组开始运行以后，中央处理器对叶片图像进行分析处理，结合叶片绕叶轮中轴线的转角位置信息获取风电机组叶片状态。本发明专利技术同时提供了一种风电机组叶片状态系统，包括一组安装于塔筒的图像监测装置，图像监测装置包括环抱安装于塔筒的环形轨道以及安装于环形轨道的第一图像监测模块、第二图像监测模块和第三图像检测模块。本发明专利技术能根据风电机组叶片尺寸灵活调节摄像头角度，图像视野完整，可以获取精确的叶片状态，适用于不同型号的风电机组叶片状态监测。适用于不同型号的风电机组叶片状态监测。适用于不同型号的风电机组叶片状态监测。

A monitoring method and system for wind turbine blade state

【技术实现步骤摘要】
一种用于风电机组叶片状态的监测方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种用于风电机组叶片状态的监测方法及系统，属于风电机组叶片状态监测


技术介绍

[0002]风电行业作为新能源的重要部分，近几年在世界范围内得到迅速发展。叶片是风电机组中将自然界的风能转换为电能的核心部件，也是衡量风力发电机组设计和制造水平的主要依据之一。因叶片工作长期在外界环境中，载荷复杂多变，经过一段时间运行之后，叶片可能会出现裂纹、破损等问题，若不能及时发现、修补叶片损伤，可能会导致叶片变形、断裂等严重故障，严重影响风电机组发电量，甚至可能影响工作人员的人身安全。
[0003]此外，近年来多个风电场中出现了因风电机组设计、制造问题或极端工况导致的叶片净空偏小甚至叶片与塔筒撞击的事故，对叶片净空进行监测也逐渐成为风电行业的共识。
[0004]目前监测叶片表面损伤和叶片净空的主要技术方案如下：
[0005]监测叶片表面损伤和叶片净空的设备是相互独立的，一般采用图像监测的方式监测叶片表面损伤，将监测叶片表面损伤的图像监测设备安装在机舱前下部，但该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风电机组叶片状态的监测方法，其特征在于包括以下步骤：S1、在风电机组的塔筒上布置至少一组图像监测装置；图像监测装置包括环抱安装于塔筒的环形轨道以及安装于环形轨道的第一图像监测模块、第二图像监测模块和第三图像检测模块，第二图像检测模块与第三图像检测模块对称地连接于第一图像检测模块的两侧，第一图像监测模块包括第一安装板、固定于第一安装板上表面的第一摄像头、用于调整第一摄像头俯仰角度的第一摄像头驱动电机、第一无线控制模块、位于第一安装板底部的与环形轨道的齿形带啮合的齿轮以及用于驱动齿轮旋转的驱动齿轮电机，第二图像检测模块包括第二安装板、固定于第二安装板上表面的第二摄像头、用于调整第二摄像头俯仰角度的第二摄像头驱动电机以及第二无线控制模块，第三图像检测模块包括第三安装板、固定于第三安装板上表面的第三摄像头、用于调整第三摄像头俯仰角度的第三摄像头驱动电机以及第三无线控制模块；S2、中央处理器实时根据风向信息向第一图像检测模块的无线控制模块发送控制命令，以控制第一图像检测模块的齿轮旋转，使第一图像检测模块沿环形轨道移动，确保第一图像检测模块的摄像头中轴线在水平方向的投影正对来风方向；S3、风电机组开始运行以后，图像监测装置实时拍摄叶片图像，通过无线控制模块发送至中央处理器，中央处理器对叶片图像进行分析处理，结合叶片绕叶轮中轴线的转角位置信息获取风电机组叶片状态，包括叶片吸力面状态、叶片前缘表面状态、叶片后缘表面状态和叶片压力面状态。2.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片状态的监测方法，其特征在于：步骤S3所述的叶片绕叶轮中轴线的转角位置信息通过以下方式获取：安装于风电机组叶片轮毂的两个加速度传感器采集加速度数据并发送至中央处理器，中央处理器基于PID算法对加速度数据分析后，得到叶片绕叶轮中轴线的转角位置信息。3.根据权利要求2所述的用于风电机组叶片状态的监测方法，其特征在于：加速度传感器通过无线通讯模块将加速度数据发送至中央处理器。4.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片状态的监测方法，其特征在于：步骤S3所述的叶片吸力面状态具体通过以下过程获取：A1、风电机组开始运行以后，在风速达到额定风速之前，各叶片处于桨距角为0的状态，当叶轮旋转至叶片向塔筒移动且距离塔筒达到预设角度时，各个图像监测装置中的第一摄像头开始拍摄该叶片吸力面的图像；当叶轮继续旋转至叶片向远离塔筒方向移动且距离塔筒达到预设角度时，第一摄像头停止拍摄叶片吸力面的图像，并准备开始拍摄下一个叶片吸力面的图像；A2、将第一摄像头拍摄的叶片吸力面图像数据通过无线控制模块传输给中央处理器，根据各叶片的转角位置信息，中央处理器对各叶片吸力面图像添加叶片编号信息；A3、当叶轮转过一圈后，通过第一无线控制模块控制第一摄像头驱动电机工作，以调整第一摄像头的俯仰角度；叶轮转过两圈以上圈，分别调整第一摄像头的俯仰角度后，得到各叶片从叶尖到叶根完整的吸力面的图像；A4、中央处理器对各叶片吸力面的图像进行整合和分析处理后，得到各叶片从叶尖到叶根完整的吸力面的状态信息；若发现叶片吸力面存在裂纹或破损问题，则发出预警；叶片前缘表面状态具体通过以下过程获取：
B1、风电机组开始运行以后，在风速达到额定风速之前，各叶片处于桨距角为0的状态，当叶轮旋转至叶片向塔筒移动时，各图像监测装置中的第二摄像头开始拍摄叶片前缘表面的图像；当叶片转到塔筒位置并向远离塔筒方向移动时，各图像监测装置中的第二摄像头停止拍摄该叶片前缘表面的图像，并准备开始拍摄下一叶片前缘表面的图像；B2、将第二摄像头拍摄的叶片前缘表面图像数据通过无线控制模块传输给中央处理器，根据拍摄图像时各叶片的转角位置信息，中央处理器对各叶片前缘表面图像添加叶片编号信息；B3、当叶轮转过一圈后，通过各图像监测装置中的第二无线控制模块控制第二摄像头驱动电机工作，以分别调整第二摄像头的俯仰角度，叶轮转过两圈以上，分别调整第二摄像头的俯仰角度后，得到各叶片从叶尖到叶根完整的前缘表面状态的图像信息；B4、中央处理器对各叶片前缘表面状态的图像进行整合和分析处理后，得到各叶片从叶尖到叶根完整的前缘表面的状态信息，若发现叶片前缘表面存在裂纹或破损问题，则发出预警；叶片后缘表面状态具体通过以下过程获取：C1、风电机组开始运行以后，在风速达到额定风速之前，各叶片处于桨距角为0的状态，当叶轮旋转至叶片转到...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雁冰，王恩路，王宁，韩则胤，韩国强，苏宝定，李洪任，王东利，邵云，
申请(专利权)人：中广核北京新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：