[发明专利]一种风力发电塔动态挠度测量方法及装置

权利要求书

1.一种风力发电塔动态挠度测量方法，其特征在于，该动态挠度测量方法具体步骤如下：

步骤一：传感器部署，根据风力发电塔塔筒的实际尺寸将QYG01-1型倾角仪部署于风力发电塔塔筒的表面或内部，形成塔筒测试点；

步骤二：数据采集，通过步骤一所述QYG01-1型倾角仪测量所述塔筒测试点因风力或荷载所引起的动态横向转角；

步骤三：数据处理，采用小波分析技术对步骤二所述动态横向转角进行去噪处理，提取高精度动态横向转角信号；

步骤四：挠度计算，采用数学模型对步骤三所述高精度动态横向转角信号进行计算，得到塔筒动挠度。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电塔动态挠度测量方法，其特征在于，步骤三所述高精度动态横向转角信号基于4步分析，其具体过程如下：

S1：预测塔筒测试点的动态转角波形大致形状，首先选找波形的起跳点来大致确定风力或荷载作用于塔筒的持续时间的极限范围；

S2；对QYG01-1型倾角仪输出的信号进行粗消噪，即采用经典数字滤波器进行低通滤波，消除QYG01-1型倾角仪有效频带以外的干扰信号；

S3；小波提升分解，当出现与预测的转角形状相似的低频波形时，开始保留所分解的低频波形和高频波形，继续分解，当出现与预测的转角形状不相似的低频波形时，停止分解，得到小波分解结果；

S4；按照一定准则从步骤S3所述小波分解结果里筛选出Ln高精度动态横向转角信号。

3.根据权利要求2所述的一种风力发电塔动态挠度测量方法，其特征在于，所述小波提升基于传统小波函数，其采用多项式因式分解的Euclidean算法。

4.根据权利要求2所述的一种风力发电塔动态挠度测量方法，其特征在于，所述一定准则具体内容如下：

准则1：Ln的波形形状相似于预测波形；

准则2：Ln不存在过度分解现象，与其对应的高频信号Hn也不应出现过度分解现象；

准则3：L(n-1)包含频率远大于1/THz的高频振动信号；

准则4：L(n+1)的频率成分都接近于1/THz。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电塔动态挠度测量方法，其特征在于，步骤四所述塔筒挠度计算采用最小二乘法拟合挠度曲线，其数学模型如下：

式中：G_j(x)为合理选取的正交函数组，其是K-1维线性空间的一组基；A(x)为满足塔筒挠度边值条件的函数；a_j为基函数G_j(x)的常数系。

6.根据权利要求5所述的一种风力发电塔动态挠度测量方法，其特征在于，所述满足塔筒挠度边值条件的函数的具体公式如下：

A(x)＝x*(x-L) (2)

式中：L为塔筒实际尺寸。

7.一种风力发电塔动态挠度测量装置，其特征在于，包括数据采集模块、模数转换模块、数据处理模块、数据存储模块、数据远程发送模块和电源模块；

所述数据采集模块具体为QYG01-1型倾角仪，用于实时采集塔筒因风力或荷载所引起的动态横向转角；

所述模数转换模块用于动态横向转角进行模数转换；

所述数据处理模块用于对动态横向转角进行小波分析，并基于数学模型进行挠度计算，得到塔筒动挠度值；

所述数据存储模块用于实时存储塔筒动挠度值；

所述数据远程发送模块用于将测量到的塔筒动挠度值进行远程传输；

所述电源模块用于为数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块和数据远程发送模块进行供电。