一种风电叶片大尺度安全监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种风电叶片大尺度安全监测系统，包括叶轮模块、机舱模块、塔筒、基础、叶片安全监测系统及中央监控系统，所述叶轮包括轮毂、变桨柜及叶片，所述机舱包括机舱采集柜、监测系统机舱组件、机舱数据接收系统、机舱柜，所述塔筒中设有塔基柜，所述叶片安全监测系统包括测量信号发射装置、测量信号接收装置、轮毂数据采集系统及轮毂信号传输系统，所述测量信号发射装置设在叶片内空腔中且通过树脂粘接，所述中央监控系统包括中控交换机和风场服务器。本实用新型专利技术通过实时监测叶片运行状态，进而若出现叶片缺陷刚度降低、叶片净空异常等问题时可及时停机检查，有效避免因叶片缺陷或复杂风况下叶片扫塔的风险。片缺陷或复杂风况下叶片扫塔的风险。片缺陷或复杂风况下叶片扫塔的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种风电叶片大尺度安全监测系统


[0001]本技术涉及风力发电机组
，具体来说，涉及一种风电叶片大尺度安全监测系统。

技术介绍

[0002]众所周知，叶片主要为风电机组的捕能装置，叶片的安全性在机组运行过程中至关重要，但是通常情况下风电机组所处地理环境恶劣，尤其位于山地风场的风电机组常年风况复杂，风向多变，湍流较大，极限状态下可能出现叶片扫塔、叶片断裂等事故发生，因此叶片的安全监测问题亟待解决。

技术实现思路

[0003]针对相关技术中的上述技术问题，本技术提出一种风电叶片大尺度安全监测系统，能够克服现有技术的上述不足。
[0004]为实现上述技术目的，本技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种风电叶片大尺度安全监测系统，包括叶轮模块、机舱模块、塔筒、基础、叶片安全监测系统及中央监控系统，所述叶轮包括轮毂、变桨柜及叶片，所述机舱包括机舱采集柜、监测系统机舱组件、机舱数据接收系统、机舱柜，所述塔筒中设有塔基柜，所述叶片安全监测系统包括测量信号发射装置、测量信号接收装置、轮毂数据采集系统及轮毂信号传输系统，所述测量信号发射装置设在叶片内空腔中且通过树脂粘接，所述测量信号接收装置距离所述测量信号发射装置的长度为L，所述中央监控系统包括中控交换机和风场服务器。
[0006]进一步地，所述变桨柜为测量信号发射装置和测量信号接收装置供电。
[0007]进一步地，所述测量信号发射装置和测量信号接收装置将轮毂数据采集系统的信号通过轮毂信号传输系统传输至机舱数据接收系统。
>[0008]进一步地，所述机舱数据接收系统接收的数据通过塔基柜传输至中控交换机。
[0009]进一步地，所述风场服务器对中控交换机获取的数据进行分析处理，并直观的对监测结果进行显示，有异常的数据通过弹窗进行报警。
[0010]进一步地，所述叶片采用大尺度挠度测量方案对其变形量进行监测。
[0011]进一步地，所述大尺度挠度测量方案中挠度曲线函数为 ，其中，a,b,c,d为待定系数，z为叶片中间位置到叶根的距离。
[0012]本技术的有益效果为：通过实时监测叶片运行状态，进而若出现叶片缺陷刚度降低、叶片净空异常等问题时，及时停机检查，有效避免因叶片缺陷或复杂风况下叶片扫塔的风险。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的
一些实施例，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。
[0014]图1是根据本技术实施例所述的风电叶片大尺度安全监测系统的叶片某一位置挠度变化曲线图。
[0015]图2是根据本技术实施例所述的风电叶片大尺度安全监测系统的某型号叶片挠度曲线图。
[0016]图3是根据本技术实施例所述的风电叶片大尺度安全监测系统的叶片某位置挠度变化危险曲线。
[0017]图4是根据本技术实施例所述的风电叶片大尺度安全监测系统的叶片安全监测系统图。
[0018]图5是根据本技术实施例所述的风电叶片大尺度安全监测系统的叶片挠度变化示意图。
[0019]图中：1.叶轮、2.机舱、3.塔筒、4.基础、5.叶片安全监测系统、6.中央监控系统、11.轮毂、12.变桨柜、13.叶片、21.监测系统机舱组件、211.机舱采集柜、221.机舱数据传输系统、22.机舱柜、51.测量信号发射装置、52.测量信号接收装置、53.轮毂数据采集系统、531.轮毂信号传输系统、61.中控交换机、62.风场服务器、31.塔基柜。
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]如图4所示，根据本技术实施例所述的一种风电叶片大尺度安全监测系统，包括叶轮模块1、机舱模块2、塔筒3、基础4、叶片安全监测系统5及中央监控系统6，所述叶轮1包括轮毂11、变桨柜12及叶片13，所述机舱2包括机舱采集柜211、监测系统机舱组件21、机舱数据接收系统221、机舱柜22，所述塔筒3中设有塔基柜31，所述叶片安全监测系统5包括测量信号发射装置51、测量信号接收装置52、轮毂数据采集系统53及轮毂信号传输系统531，所述测量信号发射装置51设在叶片内空腔中且通过树脂粘接，所述测量信号接收装置52距离所述测量信号发射装置51的长度为L，所述变桨柜12为测量信号发射装置51和测量信号接收装置52供电，所述测量信号发射装置51和测量信号接收装置52将轮毂数据采集系统53的信号通过轮毂信号传输系统531传输至机舱数据接收系统221。所述中央监控系统6包括中控交换机61和风场服务器62。所述机舱数据接收系统221接收的收据通过塔基柜31传输至中控交换机61。所述风场服务器62对中控交换机61获取的数据进行分析处理，并直观的对监测结果进行显示，有异常的数据通过弹窗进行报警，如图3所示，在时刻T，某叶片监测数值超出上限阈值δmax时，即为δ1和δ2时，视为叶片风险较大，或者已经出现叶片刚度降低的情况，需要检查。
[0022]因为风速从地面到最高叶尖处风速为非线性数值，所以当风电机组叶轮转动时叶片在某一固定位置的挠度的变化曲线为波动曲线，该曲线如图1所示。叶片所述叶片13采用大尺度挠度测量方案对其变形量进行监测，主要监测叶片在固定位置的挠度变化值，所述
大尺度挠度测量方案中挠度曲线函数为，其中，a,b,c,d为待定系数，z为叶片中间位置到叶根的距离，根据结构力学一维梁理论，叶根固定支撑，叶片的挠曲线在叶根出的导数为0，叶尖在复合力作用下最大的挠度为Δ，如果叶片长度为L，则叶片挠度曲线如图2所示。
[0023]为了方便理解本技术的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本技术的上述技术方案进行详细说明。
[0024]在具体使用时，根据本技术所述的风电叶片大尺度安全监测系统，所述测量信号发射装置51和所述测量信号接收装置52从所述变桨柜12获取电源，并将所述轮毂采集系统53的信号通过所述轮毂信号传输系统531传输至所述机舱数据接收系统221，所述机舱数据接收系统221接收的收据通过所述塔基柜31传输至所述中控交换机61，所述风场服务器62对所述中控交换机61获取的数据进行分析处理，并直观的对监测结果进行显示，有异常的数据通过弹窗或其他提醒的方式进行报警。
[0025]在一具体实施例中，其中一支叶片的监测方法为：
[0026](1)如图5所示，当风电机组叶片在受到风力载荷的时候，叶片会在原始平衡载荷下开始发生弯曲变化，所述测量信号发射装置51发射直线超声雷达光波，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电叶片大尺度安全监测系统，包括叶轮(1)、机舱(2)、塔筒(3)、基础(4)、叶片安全监测系统(5)及中央监控系统(6)，其特征在于，所述叶轮(1)包括轮毂(11)、变桨柜(12)及叶片(13)，所述机舱(2)包括机舱采集柜(211)、监测系统机舱组件(21)、机舱数据接收系统(221)、机舱柜(22)，所述塔筒(3)中设有塔基柜(31)，所述叶片安全监测系统(5)包括测量信号发射装置(51)、测量信号接收装置(52)、轮毂数据采集系统(53)及轮毂信号传输系统(531)，所述测量信号发射装置(51)设在叶片内空腔中且通过树脂粘接，所述测量信号接收装置(52)距离所述测量信号发射装置(51)的长度为L，所述中央监控系统(6)包括中控交换机(61)和风场服务器(62)。2.根据权利要求1所述的风电叶片大尺度安全监测系统，其特征在于，所述变桨柜(12)为测量信号发射装置(51)和测量信号接收装置(52)供电。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莹博，姚志伟，李怀卿，王飞，訾恒，陈辉，
申请(专利权)人：协合风电投资有限公司，
类型：新型
国别省市：