[发明专利]一种基于信号的叶片空间定位测量方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于信号的叶片空间定位测量方法及装置，包括如下步骤：S1、从发射源获取数据；S2、计算出叶片的轨迹；S3、根据叶片轨迹调节工作方式；根据设定的风力发电机组采集策略采集风电机组叶片发射源信号，因为安装便捷，信号点对点实时传输，不需要经过天上卫星，定位信息精度高；因为通过在塔筒安装多个信号发射源和接收器，用多重信号和算法修正桨叶净空，避免因为塔筒晃动造成净空判断不准确；采集的桨叶运行数据不仅用于净空监测，更可对后续叶片设计优化，仿真数值校验产生重大作用。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，尤其涉及一种基于信号的叶片空间定位测量方法及装置。

背景技术

风力发电机组逐渐向大桨叶，大容量方向发展中出现了3种问题，桨叶扫塔时常发生，桨叶设计市场缺乏桨叶运行数据，风机仿真系统缺乏可靠的数据对比。

现有技术中，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。该方案的缺点在于机器学习缺乏可靠的数据喂养，难以学习出可靠的参数，进而导致整个方案的精度低下。激光净空雷达方案：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，缺点在于：激光雷达安装精度受人工安装影响，地面不平整会影响激光测量精度。桨叶内安装GPS方案：通过在桨叶尖端安装GPS来监测桨叶运行数据，其缺点在于：民用GPS精度只能达到3m，高精度的军用GPS普通公司没有权限使用，进而导致整个桨叶监控系统失效。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种风电叶片试验空间定位测量方法”，公开了拉线传感器测量实验台上叶片的尺寸，无法实现动态的叶片轨迹监测。

发明内容

为此，本发明提供一种基于信号的叶片空间定位测量方法及装置，计算精度高、实时性好，可准确的测量出叶片净空及桨叶的运行轨迹、姿态，为叶片优化设计、仿真检验提供数据支撑，降低现场运维管理成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于信号的叶片空间定位测量方法，包括如下步骤：

S1、从发射源获取数据；

S2、计算出叶片的轨迹；

S3、根据叶片轨迹调节工作方式。通过实时监测桨叶坐标，若桨叶坐标运行到净空距离极限值，则通过机组主控系统发出警报，控制桨叶变桨改变桨叶运行轨迹，从而增加桨叶到塔筒的距离。

作为优选的，S1中数据包括发射源的相对坐标。

作为优选的，S2包括将发射源的相对坐标转换为世界坐标，计算净空值。

作为优选的，调节工作方式包括根据净空值进行变桨或急停。将数据传输至风场控制中心，运用于净空监测、叶片设计、仿真校验。

一种基于信号的叶片空间定位测量装置，包括信号发送模块，信号接收模块，信号处理模块。信号接收模块可安装在机舱、塔筒及塔筒基座，接收来自设置一个在塔基底部的发射源的信号，通过接收该信号不断实时测量两者水平之间的距离，计算新的最小净空值。

作为优选的，信号处理模块包括坐标修正模块，用于实现坐标变换与修正；核心算法模块，用于实现净空值计算，显示装置，用于净空监测，叶片设计，仿真校验。可通过接收实时发射源信号，存储该坐标信息，绘制出桨叶运行轨迹，并且通过无线网络将采集的数据传送到指定端。

作为优选的，信号发射装置包括发射源，发射源可任意数量的安装在桨叶内部，是一种可通过信号源将自身空间坐标信息传递给信号接收器的装置。将一个发射源设置在塔基底部，用于修正相对坐标原点。通过迷你机器人在桨叶内安装发射源，既节省了人力又便于后期维护与更换。

本发明的实施方式具有如下优点：