一种风力发电机组的叶片净空监测方法与流程

本发明涉及风力发电机组的技术领域，尤其是指一种风力发电机组的叶片净空监测方法。

背景技术：

随着技术的发展，风力发电机组的叶片越来越长，意味着叶片越来越柔软，在旋转过程中变形非常大，有可能打到塔筒带来危险，因此，有必要实时监控叶片与塔筒之间的距离，即净空距离。

目前行业内用于测量叶片与塔筒净空的做法是，在塔筒上靠近叶片下叶尖的位置，沿径向360度布置若干个激光扫描仪，激光扫描仪反复水平扫描，通过实时测量激光与叶片之间的夹角和距离，计算下叶尖与塔筒之间的最小距离。

该技术存在若干个不足，首先，需要布置若干个激光扫描仪，并且激光扫描仪是带角度和距离测量功能的，价格昂贵；其次，激光扫描仪安装高度为下叶尖高度，距离地面最少20米，安装和维护不方便，费用高；最后，由于激光是不断左右扫描运动的，叶片也是运动的，一个运动的物体去测量另一个运动的物体，要求采样频率很高，并且该方法通过测量激光与叶片之间的夹角和距离，实时计算最小距离，数据量很大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种安全可靠、准确、低成本的风力发电机组的叶片净空监测方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风力发电机组的叶片净空监测方法，首先，确定叶片与塔筒外壁的一个安全净空值，然后在地面距离塔筒外壁的安全净空值处定一个点，接着在塔筒顶部的机舱侧面安装一个带可见光参考的激光测距仪，激光测距仪发出的激光垂直朝下，当看到可见光打向地面定好的点时，固定激光测距仪，随后将激光测距仪接入风力发电机组的控制系统，风力发电机组在运行过程中，如果叶片没有严重弯曲，即叶片弯曲没有超过规定阈值，则激光测距仪测得的距离为h1，即激光测距仪与地面之间的距离，如果叶片由于受大风作用而发生的弯曲超过了规定阈值，即越过了安全净空距离，则激光测距仪的激光将打到叶片上，激光测距仪测得的距离将发生变化，变为h2，即激光测距仪与叶片下叶尖之间的距离，此时，控制系统监测到上述变化时，会做出判断，报警停机，叶片停止旋转，以保证机组运行安全。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、采用纯测距的激光测距仪，代替昂贵的带角度和距离测量功能的激光扫描仪。

2、只需要安装一个激光测距仪，不论偏航到哪个角度，测量效果都一样，代替若干个激光扫描仪，节省费用。

3、将激光测距仪安装在机舱外侧，代替安装在塔筒上的方式，降低安装和维护难度。

4、采集到的数据无需二次计算，直接判断即可，减轻采集器的负担。

附图说明

图1为风力发电机组叶片净空监测的设备示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，风力发电机组的机舱3安装在塔筒6顶部，风力发电机组的控制系统2安装在机舱3中，三只叶片4组成的风轮，在吸收风能后顺时针旋转。

本实施例所提供的风力发电机组的叶片净空监测方法，其具体情况如下：

首先，按理论计算确定叶片4与塔筒6外壁的安全净空距离l1，然后在地面距离塔筒6外壁l1处定一个a点，接着在机舱3侧面安装一个带可见光参考的激光测距仪1，激光测距仪1发出的激光5垂直朝下，当看到可见光打向地面定好的a点时，固定激光测距仪1，随后将激光测距仪1接入风力发电机组的控制系统2，风力发电机组在运行过程中，如果叶片4没有严重弯曲，即叶片4弯曲没有超过规定阈值，则激光测距仪1测得的距离为h1，即激光测距仪1与地面之间的距离，如果叶片4由于受大风作用而发生的弯曲超过了规定阈值，即越过了安全净空距离l1，则激光测距仪1的激光5将打到叶片4上，激光测距仪1测得的距离将发生变化，变为h2，即激光测距仪1与叶片4下叶尖之间的距离，此时，控制系统2监测到上述变化时，会做出判断，报警停机，叶片4停止旋转，以保证机组运行安全。

以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种风力发电机组的叶片净空监测方法，先确定一个安全净空值，然后在地面距离塔筒外壁的安全净空值处定一个点，接着在机舱侧面安装一个带可见光参考的激光测距仪，激光垂直朝下，当看到可见光打向地面定好的点时，固定激光测距仪，随后将激光测距仪接入控制系统，在运行过程中，如果叶片没有严重弯曲，则激光测距仪测得的距离是激光测距仪与地面之间的距离，如果叶片由于受大风作用而发生较大弯曲，越过了安全净空距离，则激光将打到叶片上，激光测距仪测得的距离是激光测距仪与叶片下叶尖之间的距离，控制系统会做出判断，报警停机，叶片停止旋转，以保证机组运行安全。本发明方法具有安全可靠、测量准确、低成本等优点。

技术研发人员：魏煜锋;石宇峰;文智胜;蒋祥增;邓顺城;吴幸维
受保护的技术使用者：明阳智慧能源集团股份公司
技术研发日：2019.02.28
技术公布日：2019.05.28