[发明专利]一种风力发电机组叶片运行轨迹监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种风力发电机组叶片运行轨迹监测方法及系统，该方法包括以下步骤：S1，采集风电机组叶片的GPS定位信息；S2，对风电机组叶片的GPS定位信息进行数据处理，建立定位数据库；S3，利用定位数据库，对风电机组叶片的运行轨迹数据进行监测。本发明解决了现有技术存在的叶片运行轨迹监测误差较大、不能直接测出叶片运行轨迹、现场施工困难、成本高昂等问题。

技术领域

本发明涉及风力发电测控技术领域，具体是一种风力发电机组叶片运行轨迹监测方法及系统。

背景技术

随着科学技术的发展，材料科技得到日益更新，从而推动了风力发电技术的快速发展，风力发电技术日趋成熟。虽然风资源是无限的，但是可供安装的土地资源是有限的，因此风机塔架变得越来越高，风机叶片也变得越来越长。大型风力发电机组业内指功率大于600kW的风力发电机组。

风场环境通常十分恶劣，风电机组工况环境复杂多变，这使得风电机组容易发生故障。风电机组叶片的成本占整个风机成本的20％，为确保风电机组叶片运行在安全稳定范围内，对风电机组进行叶片运行轨迹监测就显得尤为重要。因此，在可能发生扫塔事故时，通过变桨控制来改变风电机组叶片运行轨迹，从而避免扫塔事故的发生，提高风电机组运行的安全稳定性显得十分必要。

目前，叶片运行轨迹监测方案主要分为以下两种：

机舱安装摄像头方案：通过在机舱安装摄像头，拍摄叶片运行视频，通过机器学习的方法来推算叶片运行轨迹。该方案的缺点在于，严重依赖外界条件(叶轮转动导致识别不完整、拍摄图像出现运动模糊、外界天气影响、外界光源影响等)，都会影响叶片运行轨迹的判断。同时，由于机器学习算法本身的缺陷，存在一定的误差和误报，不利于风电机组安全稳定运行。

塔筒圆周围安装多个雷达测距方案：安装多个雷达测距装置，实现对塔筒无死角的监测，通过对雷达的反射信号的计算，从而叶片到塔筒的距离，最后通过拟合的方式来对叶片运行轨迹进行监测。该方法不能直接测出叶片运行轨迹，误差较大，现场施工困难，且由于多个雷达测距装置成本高昂，不利于推广。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种风力发电机组叶片运行轨迹监测方法及系统，解决现有技术存在的叶片运行轨迹监测误差较大、不能直接测出叶片运行轨迹、现场施工困难、成本高昂等问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种风力发电机组叶片运行轨迹监测方法，包括以下步骤：

S1，采集风电机组叶片的GPS定位信息；

S2，对风电机组叶片的GPS定位信息进行数据处理，建立定位数据库；

S3，利用定位数据库，对风电机组叶片的运行轨迹数据进行监测。

根据设定的风力发电机组采集策略采集风电机组叶片GPS定位信息，相比较于机舱安装摄像头方案和塔筒圆周围安装多个雷达测距方案，定位信息精度高；对风电机组叶片的GPS定位信息进行数据处理，建立定位数据库操作简便，数据较多；利用定位数据库便可以监测风电机组叶片的运行轨迹数据，且由于定位信息精度高使监测风电机组叶片的运行轨迹数据误差较小；由于仅需GPS定位信息采集装置、数据处理装置、运行轨迹监测装置等，相比较于多个雷达测距装置，现场施工简单，成本较低。

作为一种优选的技术方案，步骤S1中采用差分GPS定位方法采集风电机组叶片的GPS定位信息。

差分GPS定位方法具备对定位信息进行修正的功能，从而进一步提高了定位精度，进一步减小监测风电机组叶片的运行轨迹数据的误差。

作为一种优选的技术方案，还包括以下步骤：

S4，根据监测到的风电机组叶片的运行轨迹数据，判断风电机组叶片到塔筒的距离是否在安全距离范围内。