风力发电设备智能检测监管系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了风力发电设备智能检测监管系统及检测方法，包括设置在控制中心的主控单元和设置在塔座内部的子单元；所述子单元包括控制子机、子数据库、检测单元和子通讯单元，所述检测单元包括声发射检测模块和震动检测模块，所述声发射检测模块设置在机舱上，所述震动检测模块设置在主轴上，所述控制子机配合子数据库进行信号处理的对比分析；所述主控单元包括控制主机、主通讯单元和主数据库。有益效果在于：通过声发射检测模块和震动检测模块，实现风机叶片工作性能的实时监测；通过子数据库存储风机叶片的监测信息，配合控制子机进行数据对比分析处理，及时排查异常数据，并根据异常数据进行人工检测排查，及时发现并处理受损的风机叶片。损的风机叶片。损的风机叶片。

【技术实现步骤摘要】
风力发电设备智能检测监管系统及检测方法


[0001]本专利技术涉及风力发电
，具体涉及风力发电设备智能检测监管系统及检测方法。

技术介绍

[0002]随着对社会对环境和能源的重视，清洁、可再生能源逐渐得到人们的重视和利用。风能作为可再生的清洁能源之一，由于其安全、清洁、就地取材、用之不竭的优势，被广泛应用，风力发电是风能利用的主要形式。
[0003]由于风力发电设备体积较大，为了避免风力发电设备影响居住环境，风力发电设备常设置在人烟稀少的地方，为了保证风力发电设备的安全、顺利运行，需要对风力发电设备的工作状态进行监管。
[0004]为了保证风力发电效果，风力发电设备需要检测风向和风速，从而通过偏航系统调整方向使风机叶片匹配风向，通过变桨系统调整叶片角度，获得良好的转矩实现功率控制；在发电过程中风机叶片随着风的变化同时变化，风机叶片始终承受较大载荷，同时受到雨水侵蚀，风机叶片容易产生形变、裂纹和表面质量变化等损伤，这些损伤会造成叶片受力不均匀，影响发电效果，甚至严重时会引起叶片断裂以及造成其他部件损坏而造成严重损失。因此风机叶片的工作状态监管尤为重要，设计一种针对风机叶片的实时检测系统，用于监管叶片的工作状态，避免发生严重事故。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供风力发电设备智能检测监管系统及检测方法，详见下文阐述。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供的风力发电设备智能检测监管系统，包括设置在控制中心的主控单元、设置在塔座内部的子单元和检测回馈站；
[0008]所述子单元包括控制子机、子数据库、检测单元和子通讯单元，所述检测单元包括声发射检测模块和震动检测模块，所述声发射检测模块设置在机舱上，用于采集周围的声音信号并将信号传送、存储在子数据库；所述震动检测模块设置在主轴上，用于间接测量风机叶片的震动信号并传送、存储在子数据库；所述控制子机配合子数据库进行信号处理的对比分析，并通过通讯单元将信号数据和对比分析结果传送至主控单元；
[0009]所述主控单元包括控制主机、主通讯单元和主数据库，所述主通讯单元配合子通讯单元进行控制主机和控制子机的通讯，所述主数据库用于接收、存储信号数据和对比分析结果；
[0010]所述检测回馈站包括检测无人机、操控无人机的检修人员和通讯设备，无人机上设置有用于采集图像信息的摄像单元和用于配合主通讯单元将图像信息传递给主控制单元的移动通讯单元，所述通讯设备与主通讯单元通讯，用于传递检测指令。
[0011]作为优选，所述检测单元还包括风况检测模块，所述风况检测模块包括设置在机舱上的风向标和风速传感器，所述风向标和所述风速传感器与所述控制子机通讯连接，用于将采集的风向和风速信号传递给控制子机。
[0012]作为优选，所述震动检测模块包括震动传感器设置有多个且均匀分布在主轴外侧。
[0013]作为优选，所述声发射检测模块设置有多个且分布在机舱靠近风机叶片的外侧。
[0014]作为优选，所述子单元还包括GPS定位单元，所述GPS定位单元与控制子机通讯连接，用于配合子通讯单元将风力发电设备的位置信息传递给控制主机。
[0015]作为优选，所述主控单元还包括显示装置，所述显示装置与控制主机通讯连接，用于显示分析数据、风力发电设备的分布和无人机的摄像单元采集的图像信息等信息。
[0016]作为优选，所述检测回馈站设置有多个，且每个检测回馈站辐射管理多个地区的风力发电装置。
[0017]作为优选，所述摄像单元包括主摄像和副摄像，所述主摄像用于采集风机叶片的图像信息，所述副摄像用于采集周围环境图像。
[0018]作为优选，所述检测回馈站设置有显示屏，所述显示屏与移动通讯单元通讯连接，用于显示副摄像采集的图像信息。
[0019]风力发电设备智能检测监管系统的检测方法，包括以下步骤：
[0020]S1、通过震动检测模块检测主轴的震动信号，从而间接检测风机叶片的震动信号，并将检测信号传递、存入子数据库
[0021]通过声发射检测模块检测机舱周围的声音信号，并将检测信号传递、存入子数据库；
[0022]通过风向标和风速传感器检测风向和风速，并将风向信号和风速信号传递、存入子数据库内部；
[0023]S2、所述控制子机配合子数据库对采集的风机叶片信号进行处理分析，判断是否存在异常信号；
[0024]S3、出现异常信号后，控制子机配合子数据库调出与风机叶片异常信号时的风况信号相同的历史风机叶片信号进行对比分析，判断风机叶片异常信号的真伪；
[0025]S4、风机叶片异常信号为其它因素造成的随机异常时，控制子机和子数据库恢复原状态，继续进行信号采集和处理分析；
[0026]风机叶片异常信号为真实异常引起时，通过子通讯单元和主通讯单元进行通讯，将异常信号以及用于对比的相关信号传递、存入主数据库，通过GPS定位单元将存在异常的风力发电设备的位置信息传递给控制主机；
[0027]S5、通过主通讯单元向通讯设备发送检测指令和存在异常的风力发电设备的位置信息，检修人员根据位置信息控制无人机到达存在异常的风力发电设备处，使无人机在改风力发电设备的风机叶片周围飞行，通过摄像单元采集风机叶片的图像信息，通过移动通讯单元将图像信息传递、存入主数据库，通过显示装置显示风机叶片的图像信息，供技术人员进行风机叶片的损伤确认，便于及时发现风机叶片的损伤。
[0028]有益效果在于：1、通过在机舱设置声发射检测模块，利用声发射检测进行风机叶片表面裂纹、变形的监测；通过在主轴设置震动检测模块，间接检测风机叶片的震动信号，
进行风机叶片受力情况的监测，实现风机叶片工作性能的实时监测；
[0029]2、通过子数据库存储风机叶片的监测信息，配合控制子机进行数据对比分析处理，及时排查异常数据，并根据异常数据进行人工检测排查，及时发现并处理受损的风机叶片，避免造成严重损失。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。
[0031]图1是本专利技术的系统示意图。
[0032]附图标记说明如下：
[0033]1、控制主机；2、主数据库；3、主通讯单元；4、显示装置；5、子通讯单元；6、控制子机；7、子数据库；8、GPS定位单元；9、检测单元；91、声发射检测模块；92、震动检测模块；93、风况检测模块；10、通讯设备；11、无人机；12、摄像单元；13、移动通讯单元；14、显示屏。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.风力发电设备智能检测监管系统，其特征在于：包括设置在控制中心的主控单元、设置在塔座内部的子单元和检测回馈站；所述子单元包括控制子机、子数据库、检测单元和子通讯单元，所述检测单元包括声发射检测模块和震动检测模块，所述声发射检测模块设置在机舱上，用于采集周围的声音信号并将信号传送、存储在子数据库；所述震动检测模块设置在主轴上，用于间接测量风机叶片的震动信号并传送、存储在子数据库；所述控制子机配合子数据库进行信号处理的对比分析，并通过通讯单元将信号数据和对比分析结果传送至主控单元；所述主控单元包括控制主机、主通讯单元和主数据库，所述主通讯单元配合子通讯单元进行控制主机和控制子机的通讯，所述主数据库用于接收、存储信号数据和对比分析结果；所述检测回馈站包括无人机、操控无人机的检修人员和通讯设备，无人机上设置有用于采集图像信息的摄像单元和用于配合主通讯单元将图像信息传递给主控制单元的移动通讯单元，所述通讯设备与主通讯单元通讯，用于传递检测指令。2.根据权利要求1所述风力发电设备智能检测监管系统，其特征在于：所述检测单元还包括风况检测模块，所述风况检测模块包括设置在机舱上的风向标和风速传感器，所述风向标和所述风速传感器与所述控制子机通讯连接，用于将采集的风向和风速信号传递给控制子机。3.根据权利要求2所述风力发电设备智能检测监管系统，其特征在于：所述震动检测模块包括震动传感器设置有多个且均匀分布在主轴外侧。4.根据权利要求2所述风力发电设备智能检测监管系统，其特征在于：所述声发射检测模块设置有多个且分布在机舱靠近风机叶片的外侧。5.根据权利要求2所述风力发电设备智能检测监管系统，其特征在于：所述子单元还包括GPS定位单元，所述GPS定位单元与控制子机通讯连接，用于配合子通讯单元将风力发电设备的位置信息传递给控制主机。6.根据权利要求5所述风力发电设备智能检测监管系统，其特征在于：所述主控单元还包括显示装置，所述显示装置与控制主机通讯连接，用于显示分析数据、风力发电设备的分布和无人机的摄像单元采集的图像信息等信...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾栋栋，李少华，梁志佳，陈新，
申请(专利权)人：宁夏中宁县京能新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：