风力发电机叶片结冰在线监测方法与装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109973332A(43)申请公布日2019.07.05(21)申请号201711438963.X(22)申请日2017.12.27(71)申请人浙江中自庆安新能源技术有限公司地址310018浙江省杭州市经济技术开发区6号大街260号1幢5楼(72)发明人林子晗尹旭晔(74)专利代理机构北京中慧创科知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11721代理人由元(51)Int.Cl.F03D80/40(2016.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称风力发电机叶片结冰在线监测方法与装置(57)摘要本发明所述的风力发电机叶片结冰在线监测装置，通过加装载荷和振动传感器，获得风机叶片上的载荷和振动实时信号和工况信息，并通过数据采集单元进行振动及相关信号的定时采集和分析处理，由此获得风机叶轮设备的运行状态信息。从而能够自动、实时地采集、存储、上传、分析数据，能够准确的识别叶片是否发生结冰并估算结冰量。通过监测叶片的振动和工况，可实现在叶片结冰早期进行预警。CN109973332ACN109973332A权利要求书1/2页1.一种风力发电机叶片结冰在线监测方法，其特征在于，包括：(1)基础数据的采集：在叶片不结冰状态下，采集至少一个叶片的载荷数据、振动数据和工况信息数据的基础值，其中所述工况信息数据包括叶片转速数据、叶片桨距角数据、风力发电机的功率数据、风力发电机所在位置的风速数据和风向数据；(2)结冰在线监测：完成步骤(1)中的数据采集后，监测所述叶片的载荷数据、振动数据和工况信息数据，并将载荷数据监测值和振动数据监测值分别与工况信息数据相同或基本相同条件下对应的载荷数据基础值和振动数据基础值进行比对,计算偏差；当有至少一个叶片的载荷数据监测值和振动数据监测值与其载荷数据基础值和振动数据基础值的偏差绝对值的第一统计值大于阈值时判断发生叶片结冰。2.根据权利要求1所述的风力发电机叶片结冰在线监测方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中，当有至少一个叶片的载荷数据监测值和振动数据监测值与其载荷数据基础值和振动数据基础值的偏差绝对值的第一统计值大于第一阈值时判断发生叶片结冰。3.根据权利要求2所述的风力发电机叶片结冰在线监测方法，其特征在于，步骤(1)中同时采集三个叶片的载荷数据、振动数据和工况信息数据的基础值，步骤(2)中当有至少一个叶片的载荷数据监测值和振动数据监测值与其载荷数据基础值和振动数据基础值的偏差绝对值的第一统计值大于第一阈值时，或者当三个叶片中，每个叶片的载荷数据监测值和振动数据监测值分别与三个叶片相应基础值的平均值之间的偏差绝对值的第二统计值大于第二阈值时，判断发生叶片结冰。4.根据权利要求1或2或3所述的风力发电机叶片结冰在线监测方法，其特征在于，所述叶片的工况信息数据还包括叶片变桨数据。5.根据权利要求4所述的风力发电机叶片结冰在线监测方法，其特征在于，所述步骤(1)中还包括采集叶片的温度数据的基础值；步骤(2)中，监测所述叶片的载荷数据、振动数据、工况信息数据及温度数据，并将载荷数据监测值和振动数据监测值分别与工况信息数据及温度数据均相同或基本相同条件下对应的载荷数据基础值和振动数据基础值进行比对。6.根据权利要求1-5任一所述的风力发电机叶片结冰在线监测方法，其特征在于，所述第一统计值为偏差绝对值的累加值或平均值；每个叶片对应的所述第一统计值与所述叶片上的结冰量基本呈正比关系，步骤(2)中判断发生叶片结冰时，根据所述第一统计值估算所述叶片上的结冰量。7.基于权利要求1所述的风力发电机叶片结冰在线监测方法的结冰在线监测装置，其特征在于，包括：数据采集单元，所述数据采集单元包括用于采集叶片载荷信号和振动信号的传感器模块和数据采集站，其中所述传感器安装在至少一个叶片的内表面上；数据交换单元，与所述数据采集站通讯，接收所述数据采集站传递的监测信号并传输至环网；故障检测分析单元，接收所述数据交换单元传递的数据信息，同时所述故障检测分析单元还与风力发电机控制系统连接，用于接收叶片的工况信息数据，所述故障检测分析单元对接收到的信息进行处理，并将载荷数据监测值和振动数据监测值分别与工况信息数据相同或基本相同条件下对应的载荷数据基础值和振动数据基础值进行比对,计算偏差，判2CN109973332A权利要求书2/2页断是否发生叶片结冰。8.根据权利要求7所述的结冰在线监测装置，其特征在于，所述传感器模块设置有三个传感器，三个所述传感器分别安装在三个叶片的内表面上；所述数据采集站与所述传感器通过信号线缆连接，适宜于采集所述传感器的监测信号，所述数据采集站安装在位于三个叶片中心处的轮毂内。9.根据权利要求8所述的风力发电机叶片结冰在线监测装置，其特征在于，