[发明专利]风电机组叶片监控方法、装置及风力发电机

说明书

本发明提供了一种风电机组叶片监控方法、装置及风力发电机，该方法包括：获取风力发电机的目标图像；其中，目标图像中包括叶片与塔筒的相对位置；基于目标图像确定风力发电机的叶片净空距离；基于叶片净空距离对风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使叶片净空距离处于预设安全范围内。本发明能够实现对叶片净空距离的可测监控，避免了可能出现的叶片损坏或叶片扫塔事故，提升了风电机组的安全性。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种风电机组叶片监控方法、装置及风力发电机。

背景技术

叶片净空通常指风电机组运行过程中叶尖部分到塔筒表面的直线距离，当叶片旋转到与塔筒重叠的位置时，此时的距离最小，也称为最小净空。在极端情况下，净空距离太小会引起叶片扫塔情况，破坏叶片结构，严重时可能引起倒塔危险，造成重大的人身财产事故。

风电机组设计过程中，按照风电机组设计标准的安全系数要求设计了叶片静态净空的安全裕量，并进行了大量仿真计算。但是实际运行中，现场环境复杂，尤其在极端风况条件下(如极端风速、风向变化，极端风剪切等)容易出现叶片净空的突然变化，进而影响到风电机组的安全问题。因此，现有的风电机组存在因叶片净空而导致的安全性的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种风电机组叶片监控方法、装置及风力发电机，能够实现对叶片净空距离的可测监控，避免了可能出现的叶片损坏或叶片扫塔等事故，提升了风电机组的安全性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种风电机组叶片监控方法，包括：获取风力发电机的目标图像；其中，所述目标图像中包括叶片与塔筒的相对位置；基于所述目标图像确定所述风力发电机的叶片净空距离；基于所述叶片净空距离对所述风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使所述叶片净空距离处于预设安全范围内。

进一步，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述基于所述目标图像确定所述风力发电机的叶片净空距离的步骤，包括：对所述目标图像进行特征提取，得到所述目标图像中的叶片位置和塔筒位置；基于所述叶片位置与所述塔筒位置的相对位置，确定所述风力发电机的叶片净空距离。

进一步，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述获取风力发电机的目标图像的步骤，包括：基于图像传感器实时或以预设时间间隔采集所述风力发电机的叶片与塔筒相对位置图像，得到目标图像；其中，所述图像传感器设置于风力发电机的机舱前端底部。

进一步，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述基于所述叶片净空距离对所述风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使所述叶片净空距离处于预设安全范围内的步骤，包括：获取所述风力发电机的运行状态及所述风力发电机所处的环境状态；基于所述运行状态和所述环境状态确定所述风力发电机叶片的最小净空值和危险净空值；基于所述叶片净空距离、所述最小净空值和所述危险净空值对所述风力发电机的叶片或机舱进行控制，以使所述叶片净空距离大于所述最小净空值。

进一步，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述基于所述运行状态和所述环境状态确定所述风力发电机叶片的最小净空值和危险净空值的步骤，包括：基于所述环境状态确定所述风力发电机叶片的第一净空阈值；其中，所述环境状态包括风速、风向、温度和湿度；基于所述运行状态确定所述风力发电机叶片的第二净空阈值；其中，所述运行状态包括风轮转速、桨距角、风轮位置角和机舱前后加速度；基于所述第一净空阈值和所述第二净空阈值确定最小净空值和危险净空值。