专利名称：风力发电机塔筒基础安全可靠性的定量检测方法
技术领域：
本发明涉及风力发电机塔筒建筑基础检测方法研究领域，尤其是一种风力发电机塔筒基础安全可靠性的定量检测方法。
背景技术：
人们的生产、生活离不开能源，但石油、煤炭等化石能源日益枯竭，地球中石油的储量约可开采50年，煤炭储量约可开采200年。随着全世界对环境保护、能源短缺问题的日益关注，各国均在努力发展清洁能源、绿色能源，更多地利用自然资源，更好地促进可持续发展，减少有害气体排放。风能是太阳辐射对地球表面加热不均匀而形成的，是一种绿色能源。风电是风能发电或者风力发电的简称，是清洁的可再生能源，发电过程中不消耗矿石资源，不排放温室气体和污染物。相对太阳能发电等其他新能源发电项目，风电具有技术最成熟、最具规模化发展条件、建设周期短、投资灵活、运行成本低等优点。风电已经在节约能源、优化能源结构、缓解电力供应紧张形势、减少能源利用造成的大气污染和温室气体减排等方面发挥重要作用。因此，风力发电在全世界范围内被日益重视，并得到广泛开发和应用。20世纪90年代以来，受能源和环境的影响，世界风电产业快速发展。欧洲、北美和亚洲是世界风电产业发展的三个主要市场，占世界风电装机总容量90%以上。近年来，我国风力发电事业发展迅猛，2005年至2010年连续四年新增装机实现翻番，2010年末总装机容量达到4473万千瓦，超过美国，成为世界第一的风电大国。据国家风电信息管理中心2012年度风电产业信息统计，到2012年底全国风电并网装机容量为6266万千瓦，比上年增加1482万千瓦，增长率31%，全年风电发电量1008亿千瓦时，比2011年增长41%，风电发电量约占全国总上网电量的2.0%,风电已超过核电成为继煤电和水电之后的第三大主力电源。根据中国风能协会发布的《2012年中国风电装机容量统计》报告，截至2012年底，全国已建成海上风电项目总装机38.96万千瓦，成为除英国、丹麦以外海上风电装机最多的国家。根据我国2012年出台的《风电发展“十二五”规划》，2013年计划新增风电装机1800万千瓦，到2015年并网装机总容量达到I亿千瓦，到2020年装机容量达到2亿千瓦。我国每年都增加建设数千乃至上万个风力发电机组，风力发电塔筒建筑基础安全可靠性直接关系到人们生命和财产安全。因此提前发现风力发电塔筒建筑基础的安全隐患，采取措施防患于未然就能够将损失降到最低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种风力发电机塔筒基础安全可靠性的定量检测方法。本发明采用以下方案实现:一种风力发电机塔筒基础安全可靠性的定量检测方法，其特征在于，包括以下步骤:
SOl:在风力发电机 塔筒建筑基础外侧建立至少8个测量点，并在各个测量点上同时安装垂直方向的低频加速度传感器和垂直方向的速度传感器；
S02:以一预设的采样时间间隔，同步采集这些测量点上垂直方向的振动加速度和垂直方向的振动速度信号，并对同一测量点获取的振动加速度和振动速度信号进行相位计算，得出振动加速度对振动速度在测量时间内的最大相位差值；
S03:所述最大相位差值即作为风力发电机塔筒建筑基础健康安全状况的量化值。在本发明一实施例中，所述至少8个测量点均匀、对称分布在以风力发电机塔筒建筑基础中心为圆心的同一圆周半径且在同一水平面上。在本发明一实施例中，所述至少8个测量点与风力发电机塔筒建筑基础的承力主体结构刚性连接，以利于完全传递风力发电机塔筒建筑基础的主体承力结构所产生的振动。在本发明一实施例中，提供一处理单元、一存储单元和一数据采集及传送单元，用于计算并存储所述最大相位差值。在本发明一实施例中，还提供一报警单元，当所述最大相位差值变化超过一预设值时，所述报警单元发出预警信息。本发明使用低频加速度传感器和速度传感器来实时监测风力发电塔筒建筑基础的振动加速度和振动速度，计算得出振动加速度对振动速度在测量时间内的最大相位差值，记录并跟踪这个最大相位差值；通过此方法能够实现对风力发电塔筒建筑基础的24小时在线实时检测，及时反映出风力发电塔筒建筑基础的实际健康状况。
图1是本发明的流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。本发明提供一种风力发电机塔筒基础安全可靠性的定量检测方法，包括以下步骤:
501:在风力发电机塔筒建筑基础外侧建立至少8个测量点，并在各个测量点上同时安装垂直方向的低频加速度传感器和垂直方向的速度传感器；
502:以一预设的采样时间间隔，同步采集这些测量点上垂直方向的振动加速度和垂直方向的振动速度信号，并对同一测量点获取的振动加速度和振动速度信号进行相位计算，得出振动加速度对振动速度在测量时间内的最大相位差值；
S03:所述最大相位差值即作为风力发电机塔筒建筑基础健康安全状况的量化值。优选的，所述至少8个测量点均匀、对称分布在以风力发电机塔筒建筑基础中心为圆心的同一圆周半径且在同一水平面上；所述至少8个测量点与风力发电机塔筒建筑基础的承力主体结构刚性连接，以利于完全传递风力发电机塔筒建筑基础的主体承力结构所产生的振动。在本发 明一实施例中，提供一处理单元、一存储单元和一振动信号的数据采集及传送单元，用于计算并存储所述最大相位差值；还提供一报警单元，当所述最大相位差值变化超过一预设值时，所述报警单元发出预警信息。具体实施例:
在风力发电机塔筒建筑基础的外侧(以风力发电机塔筒建筑基础中心为圆心的同一圆周半径、同一水平面上)，将该圆周八等分并在八等分点处建立测量点；该些测量点与风力发电机塔筒建筑基础的承力主体结构刚性连接，能够完全传递风力发电机塔筒建筑基础的主体承力结构所产生的振动，在该些测量点上同时安装垂直方向(Z方向)的低频加速度传感器和垂直方向(Z方向)的速度传感器，对风力发电机塔筒建筑基础的该些测量点，进行振动加速度和振动速度的测量；
以一预设的采样时间间隔(比如10ms)，完全同步采集风力发电机塔筒建筑基础上的八个测量点所产生的垂直方向(Z方向)振动加速度和垂直方向(Z方向)振动速度信号，并对获取的垂直方向(Z方向)风力发电机塔筒建筑基础振动加速度和垂直方向(Z方向)振动速度信号进行相位计算，得出垂直方向(Z方向)振动加速度对垂直方向(Z方向)振动速度在测量时间内的最大相位差值；所测量计算得到的最大相位差值，即作为风力发电机塔筒建筑基础健康安全状况的量化值；
由于所测风力发电机塔筒建筑基础健康安全状况劣化时，测量计算得到的最大相位差值将发生显著增加。通过对风力发电机塔筒建筑基础的定期检测，记录并跟踪这个最大相位差值，当最大相位差值发生显著变化(例如:增加9°至12° )时，就对应着风力发电机塔筒建筑基础健康安全状况发生了显著变化并预警，因此可以以实时、在线和动态的方式，实现对风力发电机塔筒建筑基础健康安全状况的24小时定量跟踪。上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作 的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种风力发电机塔筒基础安全可靠性的定量检测方法，其特征在于，包括以下步骤: 501:在风力发电机塔筒建筑基础外侧建立至少8个测量点，并在各个测量点上同时安装垂直方向的低频加速度传感器和垂直方向的速度传感器； 502:以一预设的采样时间间隔，同步采集这些测量点上垂直方向的振动加速度和垂直方向的振动速度信号，并对同一测量点获取的振动加速度和振动速度信号进行相位计算，得出振动加速度对振动速度在测量时间内的最大相位差值； S03:所述最大相位差值即作为风力发电机塔筒建筑基础健康安全状况的量化值。
2.根据权利要求1所述的风力发电机塔筒基础安全可靠性的定量检测方法，其特征在于:所述至少8个测量点均匀、对称分布在以风力发电机塔筒建筑基础中心为圆心的同一圆周半径且在同一水平面上。
3.根据权利要求1所述的风力发电机塔筒基础安全可靠性的定量检测方法，其特征在于:所述至少8个测量点与风力发电机塔筒建筑基础的承力主体结构刚性连接，以利于完全传递风力发电机塔筒建筑基础的主体承力结构所产生的振动。
4.根据权利要求1所述的风力发电机塔筒基础安全可靠性的定量检测方法，其特征在于:提供一处理单元、一存储单元和一数据采集及传送单元，用于计算并存储所述最大相位差值。
5.根据权利要求1所述的风力发电机塔筒基础安全可靠性的定量检测方法，其特征在于:还提供一报警单元，当所述最大相位差值变化超过一预设值时，所述报警单元发出预 警信息
全文摘要
本发明涉及一种风力发电机塔筒基础安全可靠性的定量检测方法，包括以下步骤在风力发电机塔筒建筑基础外侧建立至少8个测量点，并在各个测量点上同时安装垂直方向的低频加速度传感器和垂直方向的速度传感器；以一预设的采样时间间隔，同步采集这些测量点上垂直方向的振动加速度和垂直方向的振动速度信号，并对获取的同一测量点的振动加速度和振动速度信号进行相位计算，得出振动加速度对振动速度在测量时间内的最大相位差值；所述最大相位差值即作为风力发电机塔筒建筑基础健康安全状况的量化值。本发明使用低频加速度传感器和速度传感器来实时监测风力发电塔筒建筑基础的振动加速度和振动速度，实现对风力发电机塔筒建筑基础健康安全状况的24小时定量跟踪。
文档编号E02D33/00GK103243743SQ20131018884
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月21日 优先权日2013年5月21日
发明者吴维青 申请人:福州大学