[发明专利]风力发电机组塔架的安全监测方法、监测系统及处理终端

说明书

本发明属于风力机安全监测技术领域，公开了一种风力发电机组塔架的安全监测方法、监测系统及处理终端，风力发电机组塔架的安全监测方法包括：对风力机塔架动力学特性数据进行收集与存储；并基于采集数据进行塔架载荷分析以及风力机塔架的承载力的判断；同时对分析结果数据进行列表和曲线的可视化显示与打印。本发明提出了一种可靠的安全监测系统实时监测塔架状态，并在可能发生事故之前及时作出停机处理等反应。本发明能有效防止塔架在运行过程中由于共振、疲劳损伤等因素发生性能失效和结构破坏，增加风力发电机组安全性，并可以在故障初期对发现故障并合理安排检修避免进一步损失。减少了运行人员定期巡检带来的人力资源浪费。

技术领域

本发明属于风力机安全监测技术领域，尤其涉及一种风力发电机组塔架的安全监测方法、监测系统及处理终端。

背景技术

目前，近年来随着全球气候环境的不断恶化和化石能源的日益枯竭，新能源逐渐走进人们的视野。风能作为发展较为成熟的一种清洁与可再生能源装机容量得到快速增长。由于风力发电机组的工作环境较为复杂，处于地面层形成的剪切风、阵风和台风之中，风力机塔架作为机组重要的承载部件，属于典型细长薄壳结构，其底端固定，顶端自由且承受机舱和风轮的重力和气动载荷，该结构形式容易发生振动和失稳。随着机组的单机容量不断增大，重量和外型尺寸随之增大，塔架的高度也随之增加，作用在塔架上的重力载荷和气动载荷交变性和时变性更加显著。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术并无针对塔架相应数据进行监测的方法，无法及时掌握由于共振、疲劳损伤等因素发生性能失效和结构破坏，导致现有风力发电机组安全性低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种风力发电机组塔架的安全监测方法、监测系统及处理终端。

本发明是这样实现的，一种风力发电机组塔架的安全监测方法，所述风力发电机组塔架的安全监测方法包括：

对风力机塔架动力学特性数据进行收集与存储；并基于采集数据进行塔架载荷分析以及风力机塔架的承载力的判断；同时对分析结果数据进行列表和曲线的可视化显示与打印。

进一步，所述风力发电机组塔架的安全监测方法包括以下步骤：

步骤一，根据风力机塔架的结构类型和材料特点布置相应的传感器设备，并对数据采集方式以及数据存储方式进行设置；

步骤二，基于设置的数据采集方式利用布置的传感器设备对风力机运行过程中塔架的振动、应力应变以及螺栓松动及其他相关动力学特性进行监测以及数据采集；

步骤三，将传感器输出的电信号转化为数字信号；同时基于设置的数据存储方式对采集的数据进行存储；

步骤四，通过力学分析算法对采集的数据进行分析，并对塔架进行状态识别和故障诊断；并利用显示设备进行监测数据以及分析、诊断结果的显示。

进一步，步骤一中，所述传感器设备包括有加速度传感器、电阻应变片、以及压电阻抗片以完成对风力机运行过程中塔架的振动、应力应变以及螺栓松动等的动力学特性的监测。

进一步，步骤一中，所述对数据采集方式进行设置包括：

通过设置每台风力机所设传感器的数目、采集的时间间隔及其他相关采集参数对数据采集方式进行设置。

进一步，步骤一中，所述对数据存储方式进行设置包括：通过设置存储格式、存储位置对数据存储方式进行设置。

进一步，步骤四中，所述对塔架进行状态识别和故障诊断包括：对载荷水平、振动响应、应力应变、螺栓松动、疲劳寿命进行识别，并对螺栓松动、塔架疲劳寿命、失稳应变及其他故障进行诊断预警。

进一步，所述步骤四具体包括：