[实用新型]一种风电机组叶片在线监测系统

说明书

本实用新型涉及一种风电机组叶片在线监测系统，属于风力发电领域。本实用新型包括激光传感器保持架、激光传感器、数据采集设备、传感器供电输出接口、塔基光纤预留接口、光纤和数据存储及分析装置；激光传感器通过激光传感器保持架环绕在塔筒的外壁上，且激光传感器距地面的高度高于叶片竖直向下时叶尖位置距地面高度的0.5‑2米；数据采集设备与激光传感器连接，且数据采集设备与塔基光纤预留接口连接，并通过光纤与数据存储及分析装置连接；传感器供电输出接口与激光传感器连接。该系统的搭建，可以对叶片覆冰、开裂、断裂、桨叶角度不一致等诊断，实现叶片的在线监测及分析功能，避免叶片断裂等事故的发生，保障风电机组安全运行。

技术领域

本实用新型涉及一种风电机组叶片在线监测系统，属于风力发电领域。

背景技术

在国家大力发展风电的政策驱动下，近年来国内整个风电产业高速发展，然而由于我国风电关键技术的研究起步晚、整机设计制造技术依赖国外，快速发展也带来了很多问题。不断发展的风力发电技术以及不断增加的装机容量，使得风电作为新型能源在全球能源结构中所占的比例越来越高。然而，风电的快速增长导致风电行业面临风电机组运维成本不断增高的问题，陆上风电机组运维费用占到实际电价的10%-15%，而海上风电机组的运维费用占到总成本的25%-30%。其中，风机叶片作为风力发电机的核心部件之一，约占风机总成本的15%-20%，其运行健康状态直接关系到风机整体性能和企业生产效益。但是，在国内外现有风力发电机组运行过程中，风机叶片故障频发。究其根本，一方面由于风机叶片自身结构受限：风机叶片主要由外壳、腹板等部件构成，风机叶片外壳部分，由两个半壳胶合构成，具有较复杂的空气动力学造型，叶片外壳由腹板支撑，并承担叶片所受到的弯曲载荷。这种胶合结构本身就导致了叶片的强度较低，抗形变能力差，如申请号为201610169477.1的中国专利；另一方面，由于风电机组所处环境恶劣：雷击、大风、寒冷、结冰等气候因素，会导致叶片胶合材料疲劳和叶片结构受损，甚至会导致叶片脱落，并可能会进一步引发倒塔等重大事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种风电机组叶片在线监测系统，可以实现叶片覆冰、叶片开裂、桨叶角度不一致等诊断功能，并对监测数据及分析结果实时展示。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种风电机组叶片在线监测系统，其特征在于，包括激光传感器保持架、激光传感器、数据采集设备、传感器供电输出接口、塔基光纤预留接口、光纤和数据存储及分析装置；所述激光传感器通过激光传感器保持架环绕在塔筒的外壁上，且激光传感器距地面的高度高于叶片竖直向下时叶尖位置距地面高度的0.5-2米；所述数据采集设备与激光传感器连接，且数据采集设备与塔基光纤预留接口连接，并通过光纤与数据存储及分析装置连接；所述传感器供电输出接口与激光传感器连接。

进一步而言，所述激光传感器保持架上安装有8个激光传感器，且激光传感器均匀周向布置在塔筒的外壁上。

进一步而言，所述激光传感器距地面的高度高于叶片转至竖直向下方向时叶尖位置的1米。

上述的风电机组叶片在线监测系统的工作方法如下：

（1）激光传感器采集叶片转至竖直向下时叶尖与塔筒之间的距离，利用塔基光纤预留接口及网络架构，将数据实时传输至中控室或区域集控室；

（2）中控室或区域集控室配置数据库服务器，接收各风机传输的实时数据并存储；

（3）中控室或区域集控中心配置数据分析服务器，对实时采集的数据进行分析，通过计算三支叶片在一个转动周期过程中与塔筒的距离差值，实现叶片的监测分析及诊断；并配置展示系统，对监测系统采集的原始数据及分析结果进行展示。

进一步而言，采集的数据及分析结果以网页形式进行展示。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：