[发明专利]一种水平轴风力发电机组迎风仰角测量方法

说明书

本发明公开一种水平轴风力发电机组迎风仰角测量方法，包括：在无风时，确定轮毂最外侧点J，在机组前方确定第一固定点A，在点A前确定第二固定点B。在点A处设置第一激光光源，当第一激光光源的投射点与点J重合时，将标尺立于B点，确定无风时的第一激光光源角∠KAB。当第一激光光源的投射点与点J重合时，在塔筒轴线EF和机舱轴线FJ构成的平面内，设置第二激光光源，且当第二激光光源的投射点与J重合时，确定第一测量点C。以相同的方法确定水平风速为V时的第一激光光源角∠LAB和第二测量点D。本发明采用激光发射器获得空间测量上的几何边线，通过地面固定点解决在机舱上测量迎风仰角固定点漂移的问题，通过几何的方法求得夹角和边线的数值。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种水平轴风力发电机组迎风仰角测量方法。

背景技术

水平轴风力发电机组的结构如图1所示，包括塔筒1、机舱2、叶片3。风电机组在受到不同的风速(风能载荷)影响下，风轮平面(叶片3构成的平面)会发生一定的倾斜，该倾斜导致不仅存在水平方向上的对风偏差，还存在垂直方向上的对风偏差。请参考图1，图1为无风时的水平轴发电机组的状态示意图。当风速为0，即无风状态下，风轮平面为ST平面。水平方向和垂直方向均无倾斜。请再参考图2，图2为有风时的水平轴发电机组的受风状态示意图。受到风力作用，风轮平面变为UV平面。UV平面与水平面有一定角度的倾角，即形成了垂直方向上的对风偏差，该偏差的结果是形成了迎风仰角。虽然垂直方向上的对风偏差量相比于水平方向上要小很多，但是由于该偏差量的存在，对风电机组的出力仍产生了一定的影响。具体请参考图3，图3为有风时的水平轴发电机组的风速分析图。由于风轮平面UV的倾斜，使得有效风速(垂直于风轮平面的风速)由W变为W1，而W1小于W，导致风机的出力降低。

可见，如何有效调整垂直方向上的对风偏差，有利于提升风力发电机组在风速一定的条件下的出力。也就是说如何有效的测量出迎风仰角在不同风速条件下的大小。目前，垂直方向上的对风采用固定的水平对准的方法，即无论风向如何均确定为水平来风。在对迎风仰角测量上，采用在风机机舱上设置全站仪4进行角度测量的方式，如图1所示，全站仪使用者在机舱上先对地面的固定点进行风机原始状态下的仰角测量，并置零度，当一定风速下，然后再对地面的固定点进行角度测量，这样就可以得出一个仰角角度。但是该方法存在以下的问题：在一定风速条件下，塔筒1、机舱2、叶片3均受到载荷，均会发生形变。请参考图1和图2，无风时，塔筒1轴线为EF，机舱2轴线为FJ，在风力载荷的影响下，EF倾斜形成EG，FJ倾斜形成GH，从而导致全站仪的测量位置发生根本性变化，即测量点发生偏移。在微小角度测量的条件下，这个偏移将导致测得的迎风仰角角度和实际角度不符。

发明内容

本发明提供了一种水平轴风力发电机组迎风仰角测量方法，通过地面固定点的方法来解决在机舱上测量迎风仰角固定点漂移，得到更加准确的迎风仰角数值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的无风时的水平轴发电机组的状态示意图；

图2为本发明提供的有风时的水平轴发电机组的受力状态示意图；

图3为本发明提供的有风时的水平轴发电机组的风速分析图；

图4为本发明提供的水平轴风力发电机组的迎风仰角的测试过程示意图；

其中:1-塔筒，2-机舱，3-叶片，4-全站仪，5-轮毂。

具体实施方式

本发明提供一种水平轴风力发电机组迎风仰角测量方法，通过地面固定点的方法来解决在机舱上测量迎风仰角固定点漂移，得到更加准确的迎风仰角数值。