[实用新型]风力发电机组的塔架净空监测装置

说明书

本实用新型提供一种风力发电机组的塔架净空监测装置，该净空监测装置包括：雷达传感器组件，被设置在机舱外壳底部处于塔架与轮毂之间的区域，雷达传感器组件用于探测机舱下方叶片的外表面，其中，雷达传感器组件包括第一雷达传感器和第二雷达传感器，第一雷达传感器探测叶片的吸力面，第二雷达传感器探测叶片的压力面。采用根据本实用新型示例性实施例的上述风力发电机组的塔架净空监测装置，能够实时准确地确定风力发电机组的塔架净空，以有效避免叶片扫塔情况的发生。

技术领域

本实用新型涉及风电技术领域，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的塔架净空监测装置。

背景技术

风力发电机组的塔架净空是指叶片的尖端与塔架之间的距离。风力发电机组在运行过程中，由于叶片受损、传感器故障、控制系统故障或者遭遇极端风况等情况的发生，可能会出现整机振动失稳，叶片的尖端和塔架的距离(净空)急剧降低，最终导致叶片与塔架相碰，造成叶片和塔架断裂，该现象又称为“扫塔”。

对于风力发电机组而言，一旦发生叶片扫塔，则需要更换叶片。单只叶片的成本较高，同时由于更换叶片期间还会造成风力发电机组停机，因此在更换叶片期间还会造成发电量损失，这会为风电场带来较大的经济损失。

目前，一般是通过视觉传感器捕获风力发电机组的图像，利用图像识别技术来识别出叶尖与塔架之间的距离以实现对塔架净空的监测，但上述监测方式需要有良好的光照条件，且监测准确性容易受到光照、天气、镜头污染等因素的影响。

参照图1，风力发电机组包括塔架4、机舱2、叶片3和轮毂5。机舱2设置在塔架4顶部，叶片3设置在机舱2端部的轮毂5上。叶片3组成的叶轮朝着风向W转动，风压使叶片向后弯曲并朝向塔架4弯曲。为了防止叶尖31撞击塔架4，叶尖31被设置为朝前弯曲。当叶片3静止时或者小风状态时，叶尖31将处于叶根形成的平面P前面的某个距离s上。

如图1所示，叶片3的叶尖31向外弯曲，如果在机舱2底部安装一台摄像机向下方拍摄叶尖31，由于叶片中间段遮挡，导致摄像机不能拍摄到叶尖31。另一方面，如果在机舱2底部安装激光雷达测量叶尖31与塔架4之间的距离，也会由于叶片3中间段遮挡激光测距信号，导致激光雷达不能检测到真正的叶尖31位置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种风力发电机组的塔架净空监测装置，能够实现对塔架净空的实时准确监测，从而保证风力发电机组的安全运行。

本实用新型示例性实施例的一方面，提供一种风力发电机组的塔架净空监测装置，风力发电机组包括机舱、轮毂、叶片和塔架，机舱设置在塔架顶部，叶片设置在机舱端部的轮毂上，该塔架净空监测装置包括：雷达传感器组件，被设置在机舱外壳底部处于塔架与轮毂之间的区域，雷达传感器组件用于探测机舱下方叶片的外表面，其中，雷达传感器组件包括第一雷达传感器和第二雷达传感器，第一雷达传感器探测叶片的吸力面，第二雷达传感器探测叶片的压力面。

可选地，雷达传感器组件可还包括第三雷达传感器，第三雷达传感器探测叶片的后缘。

可选地，第一雷达传感器和第二雷达传感器分别设置在机舱外壳底部处于塔架与轮毂之间的区域内，且分别靠近机舱左右两侧边缘的位置处；第三雷达传感器设置在机舱外壳底部处于塔架与轮毂之间的区域内。

可选地，该塔架净空监测装置可还包括用于确定风力发电机组的塔架净空的处理器和风力发电机组的主控制器，处理器可被设置在风力发电机组的机舱内，主控制器可被设置在机舱的控制柜内。

可选地，处理器可包括多个以太网接口，其中，多个以太网接口中的至少两个以太网接口可分别与雷达传感器组件连接，多个以太网接口中除所述至少两个以太网接口之外的一个以太网接口可与主控制器连接。

可选地，塔架净空监测装置可还包括设置在风电场的监控中心的风场控制器，所述多个以太网接口中除所述至少两个以太网接口之外的另一个以太网接口可与所述风场控制器连接。