[发明专利]一种风力发电机组叶片气动不平衡检测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电领域的风力发电机组叶片气动不平衡检测方法及其装置。

背景技术

近年来随着风力发电不断地发展，风力发电相关技术也在不断地提高，其中，对风电机组的运行特性进行分析，有助于风电机组参数的优化，以及延长风电机组的寿命。而风力发电机组叶片气动特性的不平衡则会影响风电机组的载荷以及寿命，造成风力发电机组叶片气动不平衡的原因主要在于叶片在安装时的误差以及风电机组长期运行后叶片发生的形变。目前在国内对于风力发电机组叶片气动不平衡检测方法的研究还比较少，尚无可用于检测风力发电机组叶片气动不平衡的装置。

由此可见，如何能创设一种风力发电机组叶片气动不平衡检测方法及其装置，实属当前本领域的重要研发课题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种风力发电机组叶片气动不平衡检测方法及其装置，使其可检测风力发电机组叶片气动的不平衡度和形变度。

为解决上述技术问题，本发明一种风力发电机组叶片气动不平衡检测方法，包括以下步骤：检测叶轮的绝对位置，选定每个叶片垂直地面的位置分别进行成像；将叶轮旋转一周作为一个周期存储所成图像，并提取图像线条；对每一周期内所成图像的线条进行重叠，经对比分析得到叶片的气动不平衡度。

作为本发明的一种改进，最后还包括以下步骤：与风电机组安装时第一次检测的不平衡度对比，分析叶片的形变度。

还包括以下步骤：根据分析结果计算载荷，调整变桨方案。

还包括以下步骤：记录分析结果，以备下次检测参考。

所述的成像由安装在风电机组塔筒外部地面上的成像装置完成。

所述的成像装置为两个，分别安装在风电机组塔筒的正下方和斜下方。

所述的叶轮位置由风电机组的PLC转子编码器检测得到；PC机根据PLC转子编码器获得的叶轮位置，控制成像时间、提取图像线条、对线条进行对比分析、并得到结论。

此外，本发明还提供一种应用上述方法的风力发电机组叶片气动不平衡检测装置，包括PC机以及与PC机连接的成像装置和风电机组PLC转子编码器。

作为进一步改进，所述的成像装置为两个，分别安装在风电机组塔筒的正下方和斜下方。

采用这样的设计后，本发明可检测风力发电机组叶片气动的不平衡度和形变度，相关分析数据可以作为风电机组载荷计算的参考，再结合相关方法减小风电机组载荷，从而延长风电机组的寿命。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明风力发电机组叶片气动不平衡检测方法的流程示意图。

图2是本发明风力发电机组叶片气动不平衡检测装置的组成示意图。

图3是本发明风力发电机组叶片气动不平衡检测装置的成像装置安装位置示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明一种风力发电机组叶片气动不平衡检测方法，主要包括图像读取、线条提取和对比分析步骤。

其中，图像读取，是先检测叶轮的绝对位置，选定每个叶片垂直地面的位置分别进行成像。例如，如果是三叶片风力发电机组，对第一次叶片成像后，根据转子编码器的信号顺延120度后进行第二次叶片成像，之后再根据转子编码器的信号顺延120度进行第三次叶片成像；同理，两叶片风力发电机组两次成像时间相隔180度，成像时刻均可由PC控制。

之后，将所成图像进行周期储存，以叶轮旋转一周作为一个周期，以三叶片风电机组为例来说，每个周期中即包含有三个叶片的图像。之后分别对图像应用图像处理和分析方法自动检测和提取图像上的线性特征。

最后，在叶片线性特征提取后进行重叠对比，分析每一周期内所成图像的线条重叠度，结合风电机组其它参数进行分析，得出风力发电机组叶片的气动不平衡度。

除了在风电机组新安装时对叶片的启动不平衡度进行上述检测外，在使用过程中也可进行上述检测，并将分析得出的结论与新安装时第一次检测的不平衡度对比，就可以分析得到叶片的形变度。

上述检测结果均可保留记录，以备作为下次检测的参考。