[发明专利]塔架净空的监测方法、装置及设备

说明书

本发明涉及一种塔架净空的监测方法、装置及设备。该监测方法包括：在风电场内选取监测位置，以监测风电场内任一风力发电机组的塔架和叶片；获取监测位置与塔架的中心轴之间的相对位置信息；获取当前时刻叶片的旋转平面的方位信息、叶片的叶尖与塔架的边缘之间的最短距离L信息；根据当前时刻旋转平面的方位信息和相对位置信息确定在监测位置的相对观测角度θ；根据相对观测角度θ、最短距离L以及塔架的半径尺寸R，计算塔架的净空值d，且d＝L/cosθ+R(1/cosθ‑1)。本发明可以监控风电场内至少一个风力发电机组的塔架净空，监测效率高，且成本较低。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种塔架净空的监测方法、装置及设备。

背景技术

风力发电机组的塔架净空是指风力发电机组的叶片垂直水平面时叶尖到塔筒壁的直线距离。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即净空急剧降低，最终导致叶片与塔架相碰发生断裂，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，会为风电场带来较大的经济损失。

目前风力发电机组的塔架净空无法通过测量工具测量，一般利用监测系统对特定位置的单台风力发电机组进行塔架净空的监测，在机组净空参数的采集工作中，需要不断变化监测设备的位置。如果采用该方法对整个风电场内所有风力发电机组进行净空的监测，监测效率较低，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种塔架净空的监测方法、装置及设备，该监测方法可以监测风电场内至少一个风力发电机组的塔架净空，监测效率高。

一方面，本发明提供了一种塔架净空的监测方法，包括：在风电场内选取监测位置，以监测风电场内任一风力发电机组的塔架和叶片；获取监测位置与塔架的中心轴之间的相对位置信息；获取当前时刻叶片的旋转平面的方位信息、叶片的叶尖与塔架的边缘之间的最短距离L；根据当前时刻旋转平面的方位信息和相对位置信息确定在监测位置的相对观测角度θ；根据相对观测角度θ、最短距离L以及塔架的半径尺寸R，计算塔架净空的值d，且d＝L/cosθ+R(1/cosθ-1)。

根据本发明的一个方面，获取当前时刻叶片的旋转平面的方位信息，包括：获取风力发电机组处于第一偏航角度时旋转平面的方位信息，并将旋转平面的方位作为参考角度基准；获取当前时刻风力发电机组的第二偏航角度信息；根据参考角度基准、第二偏航角度相对于第一偏航角度的变化量确定当前时刻旋转平面的方位。

根据本发明的一个方面，获取风力发电机组处于第一偏航角度时旋转平面的方位信息，并将旋转平面的方位作为参考角度基准包括：风力发电机组处于第一偏航角度时，监测该时刻的多个采样时间点对应的叶尖与塔架上预先设置的标记之间的第一垂直距离；当第一垂直距离最小时，该采样时间点对应的叶片的旋转平面的方位为参考角度基准。

根据本发明的一个方面，获取当前时刻叶片的叶尖与塔架的边缘之间的最短距离L，包括：监测当前时刻的多个采样时间点对应的叶尖与塔架上预先设置的标记之间的第二垂直距离；当第二垂直距离最小时，该采样时间点对应的叶尖与塔架边缘之间的水平距离为最短距离L。

根据本发明的一个方面，根据旋转平面的方位信息和相对位置信息确定监测设备的相对观测角度θ，包括：获取监测设备自身与塔架的中心轴之间的连线在水平面内的投影形成的第一直线L1；获取平行于旋转平面且穿过塔架的中心轴的参考平面在水平面内的投影形成的第二直线L2，第一直线L1与第二直线L2之间的夹角为相对观测角度θ。