一种风电机组叶片雷击损伤评估方法及装置与流程

本申请涉及风电，特别是涉及一种风电机组叶片雷击损伤评估方法及装置。

背景技术：

1、叶片是风电机组将风能转化为机械能的重要部件之一，其主要材料为复合材料，造价成本占机组成本的20％以上。据统计世界每年的风电机组叶片中约有1％～2％的叶片会受到雷击损伤。目前对叶片雷击损伤的常用评估手段是采用望远镜观察到叶片雷击点及周边出现的碳化情况，或者采用无人机巡航方式近距离的观测。采用望远镜观测往往依靠现场人员个人经验判断，且只能观测到表明，无法发现早期细微裂纹；无人机观测在安全飞行方面又具有一定的局限性；两种方法均耗时费力，且效果不理想，为风电机组的安全稳定运行埋下了隐患。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本申请提供一种风电机组叶片雷击损伤评估方法，能够实时地检测风机叶片是否因雷击受到损伤并进行评估，避免叶片带损伤运行给风电机组带来损失及风险，同时也可以解决传统风机叶片检修方式效率低下的问题。本申请还提供一种风电机组叶片雷击损伤评估装置，具有相同的技术效果。

2、本申请的第一个目的为提供一种风电机组叶片雷击损伤评估方法。

3、本申请的上述申请目的一是通过以下技术方案得以实现的：

4、一种风电机组叶片雷击损伤评估方法，在风电机组叶片的叶片端部预先设置一电流传感器和热成像仪，其中，所述电流传感器，用于采集雷电流流经引下线电缆的电流信号，所述热成像仪，用于生成所述风电机组叶片的温度热辐射图像，所述方法包括：

5、获取所述电流传感器采集的电流信号；

6、根据所述电流信号，判断所述风电机组叶片是否遭受雷击，若是，则：

7、获取所述热成像仪生成的温度热辐射图像；

8、对所述温度热辐射图像进行处理，得到叶片温度图像；

9、将所述叶片温度图像，输入预先训练好的雷击损伤叶片温度图像模型，得到评估结果。

10、优选地，所述风电机组叶片雷击损伤评估方法中，还包括构建所述雷击损伤叶片温度图像模型，所述构建所述雷击损伤叶片温度图像模型，包括：

11、根据所述风电机组叶片的蒙皮材质，获取相应蒙皮材质的叶片温度图像模型训练集；

12、利用所述叶片温度图像模型训练集，对基于深度学习的目标检测算法进行训练，得到雷击损伤叶片温度图像模型。

13、优选地，所述风电机组叶片雷击损伤评估方法中，所述叶片温度图像模型训练集包括玻璃纤维增强塑料的雷击损伤评估数据集和碳纤维增强塑料的雷击损伤评估数据集。

14、优选地，所述风电机组叶片雷击损伤评估方法中，所述基于深度学习的目标检测算法包括yolov5算法。

15、优选地，所述风电机组叶片雷击损伤评估方法中，所述根据所述电流信号，判断所述风电机组叶片是否遭受雷击，包括：

16、判断所述电流信号是否达到预设阈值，

17、若是，则认定所述风电机组叶片遭受雷击；

18、若否，则认定所述风电机组叶片没有遭受雷击。

19、优选地，所述风电机组叶片雷击损伤评估方法中，所述对所述温度热辐射图像进行处理，得到叶片温度图像，包括：

20、利用双线性内插值算法，对所述温度热辐射图像进行处理，得到叶片温度图像。

21、优选地，所述风电机组叶片雷击损伤评估方法中，还包括：

22、根据所述评估结果，生成运维工单。

23、本申请的第二个目的为提供一种风电机组叶片雷击损伤评估装置。

24、本申请的上述申请目的二是通过以下技术方案得以实现的：

25、一种风电机组叶片雷击损伤评估装置，包括：检测装置、与所述检测装置连接的电流传感器和热成像仪，其中：

26、所述电流传感器和所述热成像仪，均设置在风电机组叶片的叶片端部；

27、所述电流传感器，用于采集雷电流流经引下线电缆的电流信号；

28、所述热成像仪，用于生成所述风电机组叶片的温度热辐射图像；

29、所述检测装置，用于执行如上述任一项所述风电机组叶片雷击损伤评估方法。

30、优选地，所述风电机组叶片雷击损伤评估装置中，所述电流传感器采用tmr隧道磁阻电流传感器。

31、优选地，所述风电机组叶片雷击损伤评估装置中，还包括继电器模块，其中：

32、所述热成像仪通过所述继电器模块与所述检测装置连接；

33、所述检测装置，还用于在判断出风电机组叶片遭受雷击后，通过所述继电器模块控制所述热成像仪启动，以使所述热成像仪生成所述风电机组叶片的温度热辐射图像。

34、上述技术方案，利用风电机组叶片的叶片端部预先设置的电流传感器，采集雷电流流经引下线电缆的电流信号，根据电流信号判别风电机组叶片是否遭受雷击；同时利用热成像仪，获取叶片雷击后的温度热辐射图像；然后对温度热辐射图像进行处理，得到叶片温度图像，利用预先训练好的雷击损伤叶片温度图像模型，对叶片温度图像进行雷击损伤评估，得到评估结果。上述技术方案，具有可靠性高、实时性强等优点，能够实时地检测风机叶片是否因雷击受到损伤并进行评估，避免叶片带损伤运行给风电机组带来损失及风险，同时提高了叶片雷击损伤评估的准确性，避免了检修人员必须到现场观测，可以解决传统风机叶片检修方式效率低下的问题。

技术特征：

1.一种风电机组叶片雷击损伤评估方法，其特征在于，在风电机组叶片的叶片端部预先设置一电流传感器和热成像仪，其中，所述电流传感器，用于采集雷电流流经引下线电缆的电流信号，所述热成像仪，用于生成所述风电机组叶片的温度热辐射图像，所述方法包括：

2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，还包括构建所述雷击损伤叶片温度图像模型，所述构建所述雷击损伤叶片温度图像模型，包括：

3.如权利要求2中所述的方法，其特征在于，所述叶片温度图像模型训练集包括玻璃纤维增强塑料的雷击损伤评估数据集和碳纤维增强塑料的雷击损伤评估数据集。

4.如权利要求2中所述的方法，其特征在于，所述基于深度学习的目标检测算法包括yolov5算法。

5.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述根据所述电流信号，判断所述风电机组叶片是否遭受雷击，包括：

6.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述对所述温度热辐射图像进行处理，得到叶片温度图像，包括：

7.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，还包括：

8.一种风电机组叶片雷击损伤评估装置，其特征在于，包括：检测装置、与所述检测装置连接的电流传感器和热成像仪，其中：

9.如权利要求8中所述的装置，其特征在于，所述电流传感器采用tmr隧道磁阻电流传感器。

10.如权利要求8中所述的装置，其特征在于，还包括继电器模块，其中：

技术总结
本申请提供一种风电机组叶片雷击损伤评估方法及装置，通过在风电机组叶片的叶片端部预先设置一电流传感器和热成像仪，其中，电流传感器，用于采集雷电流流经引下线电缆的电流信号，热成像仪，用于生成风电机组叶片的温度热辐射图像；获取电流传感器采集的电流信号；根据电流信号，判断风电机组叶片是否遭受雷击，若是，则：获取热成像仪生成的温度热辐射图像；对温度热辐射图像进行处理，得到叶片温度图像；将叶片温度图像，输入预先训练好的雷击损伤叶片温度图像模型，得到评估结果。本申请能够实时地检测风机叶片是否因雷击受到损伤并进行评估，避免叶片带损伤运行给风电机组带来损失及风险，也可以解决传统风机叶片检修方式效率低下的问题。

技术研发人员：黄平,伍智韬,钱帮裕
受保护的技术使用者：国家能源集团龙源江永风力发电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15