[发明专利]低风速风电机组轴向力动态监测装置及其监测方法和机组

说明书

本发明公开了一种低风速风电机组轴向力动态监测装置及其监测方法和机组，属于风电机组领域，监测装置包括应变片组、数据采集仪、数据传输装置和服务器；应变片组包括两组，两组应变片组分别安装在靠近叶片根部不同距离的圆柱段前缘内腔上并沿叶片轴向方向设置，每组应变片组包括两个用于分别安装在前缘内腔两侧的上下相对的应变片；数据采集仪用于采集应变片组的测量数据信息；数据传输装置用于将采集信息传输到服务器；服务器用于对采集信息进行分析判断并根据计算结果与预设的报警值进行比对给出是否报警的指示。本发明利用该监测装置可以对风电机组轴向力进行有效监测，同时，还可监测叶片的运行状态，还可通过与预设报警值对比发出报警指示。

技术领域

本发明涉及风电机组领域，特别是涉及一种低风速风电机组轴向力动态监测装置及其监测方法和机组。

背景技术

在风力发电机组中，机组依靠叶片吸收风能，将风能转化为机械能，进而再将机械能转化为电能通过电网输送出去。机组的整个运行过程中，叶片是主要的受力部件，而叶片旋转平面上的力最后都要转化为轴向力作用在机组上。因此，对轴向力进行实时监测，有助于监测机组运行状态，确保机组在正常的载荷状态下运行。

在现有技术中，并没有对风电机组轴向力进行实时监测的技术，只是单独对叶片或者主轴进行相关监测或者可靠性计算。实用新型专利《一种风电用叶片实时监测装置》提出了一种采用多个模块对叶片进行实时监测的系统。论文《极限工况下风力机主轴强度的可靠性分析》对满足静强度要求的主轴进行可靠性分析，为整机的可靠性设计方法研究打下了基础。但上述方法均是将叶片和主轴割裂开来进行分析，并没有将两者结合起来，在整机的轴向力监测上，两者是密不可分的。

因此，如何创设一种针对风电机组轴向力的监测方法，能够经济有效的监测机组受力情况，保障机组在正常载荷范围内运行，成为本技术领域人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有效监测机组受力情况保障机组在正常载荷范围内运行的低风速风电机组轴向力动态监测装置及其监测方法和机组。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种低风速风电机组轴向力动态监测装置，所述风电机组包括叶片，所述监测装置包括应变片组、数据采集仪、数据传输装置和服务器；

所述应变片组包括两组，用于监测叶片的应变，两组应变片组分别安装在靠近叶片根部不同距离的圆柱段前缘内腔上并沿叶片轴向方向设置，每组应变片组包括两个用于分别安装在前缘内腔两侧的上下相对的应变片，分别位于叶片的迎风面和背风面；

所述数据采集仪用于采集应变片组的测量数据信息；

所述数据传输装置用于将采集信息传输到服务器；

所述服务器用于对采集信息进行分析判断并根据计算结果与预设的报警值进行比对给出是否报警的指示。

进一步地，所述数据传输装置包括机组网线、塔底控制柜、风场环网、环网交换机、核心交换机。

进一步地，所述服务器为风场监控中心服务器。

进一步地，所述应变片为T型应变片。

再一方面，提供一种低风速风电机组，包括所述的低风速风电机组轴向力动态监测装置。

进一步地，两组应变片组分别安装在靠近叶片根部不同距离的圆柱段前缘内腔上并沿叶片轴向设置，每组应变片组的两个应变片分别安装在前缘内腔两侧的上下相对的位置，所述数据采集仪安装在轮毂里。

再一方面，提供一种低风速风电机组轴向力动态监测方法，包括如下步骤：