[发明专利]一种风电机组倾覆监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及风能发电技术领域，特别是指一种风电机组倾覆监测系统。 

背景技术

近年来，随着煤炭、石油等能源的不断紧缺，新能源发电尤其是风力发电成为了电力行业的一大研究热点。风电机组是风力发电系统中的关键设备，需要在使用过程中不断对其进行维护。长期以来对风电机组一直采用计划维修的方式，即对运行一定时间后的风电机组进行例行维护。这种维护方式无法全面、及时地了解设备的运行状况，而且这种事后维修则由于事先的准备不够充分，造成维修工作的耗时太长、损失严重。 

塔筒是风电机组中的主要支承装置，它将机舱和风轮托举到所需的高度。在机组的整个寿命周期内，塔筒受到风轮、机舱以及自身重力作用的同时，还受到各种风况（正常风况、极端风况）引起的动载荷作用，用于承受大小和方向随时变化的疲劳载荷和极限载荷。由于风载荷的随机性，会引起塔筒的振动，而这种振动会产生惯性力，不但引起塔筒的附加应力，而且还会影响塔筒顶端叶轮的变形和振动。风电机组在运行过程中，控制系统和保护系统使机组启动、停车（包括紧急停车）、偏航、变桨、脱网时，都会引起机组结构和塔筒部件的载荷变化。一旦塔筒产生一定程度的倾斜时，就会出现塔筒倒塌事件，造成严重的损失。因此，对塔筒进行实时监测，实现提前维护就显得十分重要。 

现有的对风电机组状态进行的在线监测的方案主要是振动监测，该方案通过监测风电机组各部件的运行状态来判断机组运行是够存在故障。但是现有的振动监测方法不能直接监测到塔筒的具体倾斜程度，因此无法在第一时间内发现塔筒是否存在倒塌的倾向。 

综上所述，需要一种能够对风电机组的塔筒进行实时监测并能够监测到塔筒的实际倾斜程度的监测方法，以防止塔筒倒塌现象发生。 

发明内容

本发明提供一种风电机组倾覆监测系统，用于解决现有技术中不能直接监测到塔筒的具体倾斜程度的问题。本发明提供的风电机组倾覆监测系统能够实时监测到塔筒的倾覆数据，便于管理人员实时管理查看，能够有效防止塔筒倒塌现象发生。 

本发明提供的一种风电机组倾覆监测系统，包括统计分析计算单元和两个第一振动监测单元、两个第二振动监测单元；所述两个第一振动监测单元分别安装于塔筒上两个预定测试点处的X轴方向上，用于实时对预定测试点的X轴方向进行振动监测，并将监测到的预定测试点的X轴振动数据发送给所述统计分析计算单元；所述两个第二振动监测单元分别安装于塔筒上两个预定测试点处的Y轴方向上，用于实时对预定测试点的Y轴方向进行振动监测，并将监测到的预定测试点的Y轴振动数据发送给所述统计分析计算单元；所述统计分析计算单元用于对收到的两个预定测试点的X轴、Y轴振动数据分析计算得到塔筒的倾覆数据；其中，所述X轴方向为风电机组主轴方向，所述Y轴方向为垂直于风电机组主轴的方向。 

优选地，所述塔筒的倾覆数据包括实时监测倾覆值，所述塔筒实时监测倾覆值包括塔筒在X轴方向的倾覆值、Y轴方向的倾覆值和X-Y轴方向的倾覆值；所述统计分析计算单元根据收到的两个预定测试点的X轴、Y轴振动数据分析计算得到塔筒实时监测倾覆值并根据所述实时监测倾覆值生成倾覆统计图。 

优选地，所述风电机组倾覆监测系统还包括报警器；所述统计分析计算单元还用于将得到的塔筒在X轴方向的倾覆值、Y轴方向的倾覆值以及X-Y轴方向的倾覆值与预先设置的塔筒在X轴方向的倾覆阈值、Y轴方向的倾覆阈值、X-Y轴方向的倾覆阈值分别比较，并当塔筒在X轴方向的倾覆值、Y轴方向的倾覆值以及X-Y轴方向的倾覆值之中的至少一个达到预定倾覆阈值时，向所述报警器发出报警指令；所述报警器用于根据所述统计分析计算单元的报警指令发出警报。 

优选地，所述塔筒的倾覆数据还包括倾覆趋势图；所述统计分析计算单元 还用于存储收到的所述塔筒实时监测倾覆值并生成倾覆趋势图。 

优选地，所述风电机组倾覆监测系统还包括倾覆盒子，用于监测风机的自振频率和塔筒的自振频率，并将风机的自振频率和塔筒的自振频率发送给所述统计分析计算单元；所述统计分析计算单元还用于对收到的塔筒的自振频率计算得到当前塔筒的共振频率区间，并将收到的风机的自振频率和当前塔筒的共振频率区间进行比较，当所述统计分析计算单元比较得到当前风机的自振频率处于当前塔筒的共振频率区间内时，所述统计分析计算单元向所述报警器发送报警指令。