[发明专利]风力发电机组的扭缆检测方法及系统

说明书

提供一种风力发电机组的扭缆检测方法及系统。所述扭缆检测方法包括：针对所述风力发电机组的电缆簇进行拍摄，以获得所述电缆簇的一组相对连续的图像；从所述一组相对连续的图像中的每个图像中提取颜色特征和形状特征中的至少一个以及纹理特征；将所述颜色特征和形状特征中的至少一个与预设的报警特征进行比较；如果比较的结果指示达到报警条件，则基于所述纹理特征判断所述电缆簇的扭缆方向和/或扭缆程度。

技术领域

以下描述涉及风电领域，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的扭缆检测方法及系统。

背景技术

风力发电机组为了能够高效地吸收风能，需要持续跟踪主风向，利用偏航功能实现机头偏转，从而使叶轮平面与主风向垂直。由于风力发电机组的发电机从机舱引出电缆在塔架引下部分随机头一起扭转，而从塔架引下部分为固定结构，在机头偏转过程中，从机舱的引出部分到塔架的固定端的一段电缆，会产生扭转和缠绕，即，扭揽。扭缆可能造成的问题在于：一、电缆在扭绞状态，对电缆端部形成较大拉力，影响电缆的强度；二、缠绕部分的电缆彼此间隙变小，散热条件差，高温下易加剧绝缘老化；三、电缆在扭绞状态下，随机组摆动和振动，电缆之间易发生相互摩擦或挤压，使表层受到破坏。上述问题导致电缆遭到破坏，风力发电机组无法运行，并需要更换受损电缆，从而造成大额经济损失。为避免上述情况，通常风力发电机组设计中都将扭缆问题列为高优先级故障，并入安全链进行重点监控。

在防止扭缆过程中，针对电缆缠绕的问题，一般采用夹板和隔板方式，对电缆进行物理隔离。

在扭缆监控和报警方面，现有风电产品一般采用拉线式扭缆开关或偏航位置传感器、或者二者的结合。

夹板和隔板方式，一般需要安装多个、彼此按一定距离排列的夹板和隔板，可以从一定程度上保证电缆彼此不接触摩擦，也防止了电缆集中带来的过温问题，但扭缆时的电缆的受力问题不能解决，如果夹板和隔板的安装密度不合理，反而加剧了扭缆时对电缆造成的应力损伤。

拉线式扭缆开关是早期的扭缆故障触发装置，执行机构单纯依靠机械实现，将一根金属丝的一端连接固定在电缆上的卡箍，另一端连接到行程开关，当扭缆达到一定程度，电缆带动金属丝在线束表面缠绕，到达一定角度后，金属丝拉动行程开关，实现扭缆报警。拉线式扭缆开关结构简单，成本低廉，但拉线长度需要现场安装调节，基准位置不易掌握，长时间运行还存在变形和偏移风险，目前已经很少单独作为扭缆报警装置。

偏航位置传感器，主要分为凸轮计数器和旋转编码器。凸轮计数器的角度测量功能通过齿轮机械结构实现，比拉线式扭缆装置精度有了提升，设置零位也简单便捷，但主要问题是长时间运行易形成累积偏差，且机械传动部分易出现磨损。旋转编码器利用光电式或电磁式编码进行位置测量，精度远高于凸轮计数器，但在风力发电机组复杂的电磁环境中，易受到电磁干扰而导致失效。这样的偏航位置传感器是通过偏航角度间接判断扭缆情况，并不能直接获取电缆的实际扭曲缠绕情况。此外，设定的扭缆报警角度和解缆角度均为统一的预设值，由于现场实际安装错误造成的零位偏移或其他原因可能导致扭缆实际情况与设定不符，此类问题是不容易被轻易察觉的，但可能造成严重后果。换言之，偏航位置传感器安装、调试和运行过程中形成测量偏差，对角度判断失准，造成提前或延后扭缆报警或解缆，而统一预设的扭缆报警角度，可能与产品实际安装情况不符，不能真实反映扭缆情况，更无法知晓电缆在缠绕集中区域的温升情况。

发明内容

为了解决上述至少一个问题，本发明提供一种风力发电机组的扭缆检测方法及系统。

根据示例实施例的一个方面，提供一种风力发电机组的扭缆检测方法，包括：针对所述风力发电机组的电缆簇进行拍摄，以获得所述电缆簇的一组相对连续的图像；从所述一组相对连续的图像中的每个图像中提取颜色特征和形状特征中的至少一个以及纹理特征；将所述颜色特征和形状特征中的至少一个与预设的报警特征进行比较；如果比较的结果指示达到报警条件，则基于所述纹理特征判断所述电缆簇的扭缆方向和/或扭缆程度。