[发明专利]一种叶片净空距离监测系统及叶片净空距离监测方法

说明书

本发明实施例公开了一种叶片净空距离监测系统及叶片净空距离监测方法，用于通过雷达探头测量得到可靠性较高的净空距离。本发明实施例方法包括：叶片净空距离监测系统包括雷达探头、控制器、塔筒和风力发电机，风力发电机包括至少一个叶片；风力发电机设于塔筒顶部，雷达探头设于风力发电机的机舱部位，控制器与雷达探头连接；雷达探头用于检测得到当目标叶片经过塔筒正面时的叶尖方位角，将叶尖方位角向控制器发送，以使得控制器根据叶尖方位角、预先获取的雷达探头与目标叶片的叶尖的距离、预先获取的基准线与塔筒的距离、以及预先获取的方位基准角，计算目标叶片与塔筒的当前净空距离，至少一个叶片包括目标叶片。

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域，尤其涉及一种叶片净空距离监测系统及叶片净空距离监测方法。

背景技术

对于风力发电，一些地区是以低风速发电为主的，在低风速地区为了最大可能的捕捉风动能，高塔筒、长叶片是低风速风机的标配。

随着风力发电机越来越大，已经从多年前1MW的发电功率提升到目前7MW以上的发电功率，风力发电机的结构产生了很大的变化，其中叶片的长度也从20米左右提升到80米以上。伴随叶片长度的提升，叶片在运行中产生的变形量就越来越大，为了保证风力发电机的安全运行，叶片变形后应保持叶片与塔筒有一个最小安全距离，即叶片最小净空距离。

为了尽可能的保障风力发电机的捕风效率，需要叶片最大限度的在安全条件下承载风力，因此对叶片的净空距离监测可以保障叶片与风力发电机的运行安全，同时也能为风力发电机的发电功率提供有效支撑。

目前尚无有效的净空监测手段，有的厂家采用在风力发电机机舱顶部安装激光测距设备来监测叶片净空，但实际监测效果差，不能有效监测叶片的净空距离，同时激光测距设备还会受到雨、雾、沙尘、雾霾、低温等极端天气环境的影响，从而使得监测功能失效；尤其是在大风(台风)天气，风力发电机运行必须严密监测叶片净空，但激光测距设备此时也是最容易失效的时候，这样就会对风机发电机组造成巨大的风险，严重的会导致叶片与塔架撞击发生风力发电机倒塌事故。

发明内容

本发明实施例提供了一种叶片净空距离监测系统及叶片净空距离监测方法，用于通过雷达探头测量得到可靠性较高的净空距离。

有鉴于此，本发明第一方面提供一种叶片净空距离监测系统，可以包括：

所述叶片净空距离监测系统包括雷达探头、控制器、塔筒和风力发电机，所述风力发电机包括至少一个叶片；

所述风力发电机设于所述塔筒顶部，所述雷达探头设于所述风力发电机的机舱部位，所述控制器与所述雷达探头连接；

所述雷达探头用于检测得到当目标叶片经过所述塔筒正面时的叶尖方位角，将所述叶尖方位角向所述控制器发送，以使得所述控制器根据所述叶尖方位角、预先获取的所述雷达探头与所述目标叶片的叶尖的距离、预先获取的基准线与所述塔筒的距离、以及预先获取的方位基准角，计算所述目标叶片与所述塔筒的当前净空距离，所述至少一个叶片包括所述目标叶片，所述基准线为所述雷达探头垂直于水平面的直线。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述雷达探头包括毫米波雷达探头，所述雷达探头的雷达波束顺着所述塔筒的方向照射。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述雷达探头通过焊接、粘接、螺接、铆接、卡合或者支架设于所述风力发电机的机舱部位。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述雷达探头设于所述风力发电机的机舱外壳部位，且所述雷达探头未被遮挡。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述雷达探头包括多个雷达探头，所述叶尖方位角为所述多个雷达探头检测得到所述目标叶片经过所述塔筒正面时的多个叶尖方位角的均值；

所述预先获取的基准线与所述塔筒的距离包括：预先获取的标定后的基准线与所述塔筒的距离；