CN105548615B - 风力发电机组风向标的校准方法 - Google Patents

风力发电机组风向标的校准方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种风力发电机组风向标的校准方法，所述方法包括：将卫星定位定向仪贴放在发电机外转子的竖直平面上；获取所述卫星定位定向仪的第一方位角的第一方位角度值；根据所述风向标N‑S连线与所述发电机外转子的竖直平面的映射关系，利用所述第一方位角的第一方位角度值计算所述风向标N‑S连线拟指向的第二方位角的第二方位角度值；使用所述卫星定位定向仪测量所述风向标N‑S连线的方位角度值，调整所述风向标N‑S连线方向使得所述风向标N‑S连线的方位角度值为所述第二方位角度值。本方法可以提高风向标N‑S连线的校准精度。

Description

风力发电机组风向标的校准方法
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组风向标的校准方法。
背景技术
随着风力发电技术的逐渐成熟，风力发电机组的功率特性得到了更多的关注，风力发电机组运行过程中的对风精度直接影响着风力发电机组的功率特性和发电量。对风过程中，偏航系统根据风向标测量的风向与机舱中心线的偏差角进行偏航对风。
因此，在风向标的安装和维护过程中，风向标需要进行方向校准。目前，并没有精准的工具和方法对风向标进行方向校准。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种风力发电机组风向标的校准方法，以提高风力发电机组风向标N-S连线的校准精度。
本发明提供一种风力发电机组风向标的校准方法，所述方法包括：
将卫星定位定向仪贴放在发电机外转子的竖直平面上；
获取所述卫星定位定向仪的第一方位角的第一方位角度值；
根据所述风向标N-S连线与所述发电机外转子的竖直平面的映射关系，利用所述第一方位角的第一方位角度值计算所述风向标N-S连线拟指向的第二方位角的第二方位角度值；
使用所述卫星定位定向仪测量所述风向标N-S连线的方位角度值，调整所述风向标N-S连线方向使得所述风向标N-S连线的方位角度值为所述第二方位角度值。
进一步地，所述获取所述卫星定位定向仪的第一方位角的第一方位角度值之前还包括，调整所述卫星定位定向仪使所述卫星定位定向仪的俯仰角的俯仰角度值为0，并且，所述使用卫星定位定向仪测量所述风向标N-S连线的方位角度值过程中，所述卫星定位定向仪的俯仰角度值保持为0。
进一步地，所述利用所述第一方位角的第一方位角度值计算所述风向标N-S连线拟指向的第二方位角的第二方位角度值包括：
将所述第一方位角度值加90度后小于360度的角度值作为第二方位角度值；或者，将所述第一方位角度值加90度后大于360度的角度值减去360度作为第二方位角度值。
进一步地，所述将卫星定位定向仪贴放在所述发电机外转子的竖直平面上之前包括：
将所述风向标预安装在测风气象架上，使所述风向标的方向能够微调。
进一步地，所述利用所述第一方位角的第一方位角度值计算所述风向标N-S连线拟指向的第二方位角的第二方位角度值之后还包括:
将所述风向标紧固在测风气象架上。
进一步地，所述将卫星定位定向仪贴放在所述发电机外转子的竖直平面上之前包括：
将所述风向标从测风气象架上拧松，使所述风向标的方能够微调。
进一步地，还包括机械工装，所述使用卫星定位定向仪测量所述风向标N-S连线的方位角度值包括：
将所述机械工装固定安装在所述风向标上，所述机械工装的侧面平行于所述风向标N-S连线；
将所述卫星定位定向仪放置在所述机械工装的侧面上。
进一步地，所述机械工装包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部和第二夹持部的一端固定连接，所述风向标中包括待夹持组件，将所述机械工装固定安装在所述风向标上包括：
根据所述待夹持组件的尺寸调整所述第一夹持部和第二夹持部，使得第一夹持部和第二夹持部分别与所述待夹持组件贴合。
进一步地，所述卫星定位定向仪包括显示屏，所述方法还包括：
当卫星定位定向仪放置在所述发电机外转子的竖直平面上时，所述显示屏背向所述发电机外转子；
或者/并且，当所述卫星定位定向仪安装在所述风向标上时，所述显示屏背向所述风向标。
进一步地，所述方法还包括：
通过所述显示屏显示所述第一方位角度值。
本发明实施例提供的风力发电机组风向标的校准方法，使用卫星定位定向仪来确定发电机外转子和风向标之间的相对方向关系，精度高，方法简单，相比较现有技术，可以提高风向标N-S连线的校准精度。
附图说明
图1是示出现有技术中的风力发电机组结构示意图；
图2是示出现有技术中的卫星定位定向仪结构示意图；
图3是示出本发明风力发电机组风向标的校准方法的实施例一的方法流程图；
图4是示出本发明实施例中卫星定位定向仪安装在风向标上的位置示意图；
图5是示出本发明实施例中卫星定位定向仪两次放置的位置示意图。
图6是示出本发明风力发电机组风向标的校准方法的实施例二的方法流程图。
附图标记说明：
1-机舱；2-发电机外转子；3-紧固装置；4-风向标N点；5-卫星定位定向仪；6-第一天线；7-第二天线；8-显示屏；9-叶轮；10-测风气象架；11-风向标；12-机械工装。
具体实施方式
本发明的总体构思是，利用卫星定位定向仪测量精度高、使用方便的特点来进行风向标的校准。
如图1所示，风力发电机组中的叶轮9与发电机外转子2连接，风力发电机组中的叶轮9扫掠的平面与风向标11的N-S连线垂直，而叶轮扫掠面与发电机外转子2的竖直平面平行，因此，发电机外转子2的竖直平面与风向标11的N-S连线垂直。
如图2所示，卫星定位定向仪5包括第一天线6和第二天线7，卫星定位定向仪采用卫星定位系统来检测天线所处位置，通过分析两个天线的位置数据，得到两个天线间连线的方向数值。可选的，卫星定位定向仪可以采用的卫星定位系统包括但不限于全球卫星定位系统或者北斗卫星导航系统。操作者面向显示屏8时看到的显示屏左侧的卫星定位定向仪5的天线即为第一天线6，第二天线7则位于显示屏的右侧。
在风向标安装的过程中，先用卫星定位定向仪测出发电机外转子的竖直平面的方位角的方位角度值数值并记录卫星定位定向仪的俯仰角的俯仰角度数值，进而计算出风向标N-S连线的方位角的方位角度目标数值；再将卫星定位定向仪固定安装在风向标上，卫星定位定向仪的两个天线的连线平行于风向标N-S连线，调整风向标使得卫星定位定向仪的当前俯仰角的俯仰角度数值为前述记录的数值并且当前方位角的方位角度数值为上述计算出的方位角目标数度值。
下面将结合附图对本发明的风力发电机组风向标的校准方法进行详细描述。
实施例一
图3是示出本发明提供的风力发电机组风向标的校准方法的实施例一的方法流程图。
参照图3，在步骤S110，将卫星定位定向仪贴放在发电机外转子的竖直平面上。
卫星定位定向仪5贴放在发电机外转子2的数值平面上的的示意图如图5所示。
在步骤S120，获取所述卫星定位定向仪的第一方位角的第一方位角度值。
在本发明实施例的优选方案中，进行第一方位角度值的测量之前，先对卫星定位定向仪进行调整，使卫星定位定向仪的俯仰角度值为0。当俯仰角度值为0时，卫星定位定向仪与水平面平行。
在该步骤中，将卫星定位定向仪的位于机舱尾向机舱头的方向线的左侧的天线定义为第一天线，以便后续在其它测量位置放置卫星定位定向仪时做到准确放置。
在本发明实施例中使用的是带有显示屏的卫星定位定向仪。当卫星定位定向仪放置在发电机外转子的竖直平面上时，显示屏背向发电机外转子；通过显示屏显示第一方位角度值。
在步骤S130，根据所述风向标N-S连线与所述发电机外转子的竖直平面的映射关系，利用所述第一方位角的第一方位角度值计算所述风向标N-S连线拟指向的第二方位角的第二方位角度值；
方位角的方位角度值的取值范围为0～360度，在计算第二方位角时使得第二方位角的数值小于360。
具体地，将第一方位角度值加90度后小于360度的角度值作为第二方位角度值；或者，将第一方位角度值加90度后大于360度的角度值减去360度作为第二方位角度值。
本发明实施例的风向标N-S连线的拟指向的第二方位角度值的计算方法并不局限于此，只要计算结果满足风向标N-S连线第二方位角数值与发电机外转子的竖直平面的第一方位角度值相差90度并且小于360度即可。
在步骤S140，使用所述卫星定位定向仪测量所述风向标N-S连线的方位角度值，调整所述风向标N-S连线方向使得所述风向标N-S连线的方位角度值为所述第二方位角度值。
此外，如图5所示，在使用所述卫星定位定向仪测量所述风向标N-S连线的方位角度值时卫星定位定向仪5的第一天线朝向机舱1的机舱头，其中卫星定位定向仪5第一天线的朝向与风向标N-S连线的方向相同。从图5中可以看出，卫星定位定向仪读取第一方位角度值时的放置位置与读取第二方位角度值时的放置位置垂直。
完成上述步骤之后，还需要将风向标紧固在测风气象架上，其中，将风向标紧固的方法可以包括旋紧风向标底座螺栓。
在进行风力发电机组的首次安装时，需要在读取第二方位角度值之前，需要将所述风向标预安装在所述测风气象架上，使风向标的方向能够微调。
在维护检修风向标时，需要在读取第二方位角度值之前，需要将所述风向标从所述测风气象架上拧松，使风向标的方向能够微调。
在完成风向标的紧固工作后，取下卫星定位定向仪。
本发明实施例提供的风力发电机组风向标的校准方法，使用卫星定位定向仪来确定发电机外转子和风向标之间的相对方向关系，精度高，方法简单，相比较现有技术，可以提高风向标N-S连线的校准精度。
实施例二
图6为本发明提供的风力发电机组风向标的校准方法的实施例二的方法流程图。
参照图6，在步骤S210，将卫星定位定向仪贴放在发电机外转子的竖直平面上。
卫星定位定向仪5贴放在发电机外转子2的数值平面上的的示意图如图5所示。
在步骤S220，获取所述卫星定位定向仪的第一方位角的第一方位角度值。
在本发明实施例的优选方案中，进行第一方位角度值的测量之前，先对卫星定位定向仪进行调整，使卫星定位定向仪的俯仰角度值为0。当俯仰角度值为0时，卫星定位定向仪与水平面平行。
在该步骤中，将卫星定位定向仪的位于机舱尾向机舱头的方向线的左侧的天线定义为第一天线，以便后续在其它测量位置放置卫星定位定向仪时做到准确放置。
在本发明实施例中使用的是带有显示屏的卫星定位定向仪。当卫星定位定向仪放置在发电机外转子的竖直平面上时，显示屏背向发电机外转子；通过显示屏显示第一方位角度值。
在步骤S230，计算风向标的N-S连线拟指向的第二方位角的第二方位角度值，第二方位角与第一方位角垂直，风向标置于测风气象架上。S320与S220的内容相似。
具体地，将第一方位角度值加90度后小于360度的角度值作为第二方位角度值；或者，将第一方位角度值加90度后大于360度的角度值减去360度作为第二方位角度值。
上述步骤S210、步骤S220和步骤S230与实施例一中的步骤S110、步骤S120和步骤S130的原理相同，此处不再赘述。
在步骤S240，将所述机械工装固定安装在所述风向标上，所述机械工装的侧面平行于所述风向标N-S连线；
将所述卫星定位定向仪放置在所述机械工装的侧面上；
使用所述卫星定位定向仪测量所述风向标N-S连线的方位角度值，调整所述风向标N-S连线方向使得所述风向标N-S连线的方位角度值为所述第二方位角度值。
如图4所示，卫星定位定向仪5放置在机械工装12的与风向标N-S连线平行的侧面上，第一天线朝向机舱1的机舱头方向。
如图4所示，半圆形机械工装套在风向标柱体上后用紧固装置3对准风向标N点4并紧固，使机械工装的支架固定在风向标柱体上，此时风向标的N-S连线与机械工装右侧的竖直的侧面平行。
本发明实施例中使用的机械工装为夹持尺寸可以调节的夹持工装，该机械工装包括第一夹持部和第二夹持部，第一夹持部和第二夹持部的一端固定连接，风向标中包括待夹持组件，将机械工装固定安装在风向标上包括：
根据待夹持组件的尺寸调整第一夹持部和第二夹持部，使得第一夹持部和第二夹持部分别与待夹持组件贴合。
可夹持尺寸可以调节的机械工装可以配合不同直径的风向标待夹持组件使用。
完成上述步骤之后，还需要将风向标紧固在测风气象架上，然后取下机械工装及卫星定位定向仪。
本发明实施例提供的风力发电机组风向标的校准方法，使用卫星定位定向仪结合机械工装来确定发电机外转子和风向标之间的相对方向关系，精度高，方法简单，相比较现有技术，可以提高风向标N-S连线的校准精度。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种风力发电机组风向标的校准方法，其特征在于，所述方法包括：
将卫星定位定向仪贴放在发电机外转子的竖直平面上；
获取所述卫星定位定向仪的第一方位角的第一方位角度值；
根据所述风向标N-S连线与所述发电机外转子的竖直平面的映射关系，利用所述第一方位角的第一方位角度值计算所述风向标N-S连线拟指向的第二方位角的第二方位角度值；
使用所述卫星定位定向仪测量所述风向标N-S连线的方位角度值，调整所述风向标N-S连线方向使得所述风向标N-S连线的方位角度值为所述第二方位角度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述卫星定位定向仪的第一方位角的第一方位角度值之前还包括，调整所述卫星定位定向仪使所述卫星定位定向仪的俯仰角的俯仰角度值为0，并且，所述使用卫星定位定向仪测量所述风向标N-S连线的方位角度值过程中，所述卫星定位定向仪的俯仰角度值保持为0。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一方位角的第一方位角度值计算所述风向标N-S连线拟指向的第二方位角的第二方位角度值包括：
将所述第一方位角度值加90度后小于360度的角度值作为第二方位角度值；或者，将所述第一方位角度值加90度后大于360度的角度值减去360度作为第二方位角度值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将卫星定位定向仪贴放在所述发电机外转子的竖直平面上之前包括：
将所述风向标预安装在测风气象架上，使所述风向标的方向能够微调。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一方位角的第一方位角度值计算所述风向标N-S连线拟指向的第二方位角的第二方位角度值之后还包括:
将所述风向标紧固在测风气象架上。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将卫星定位定向仪贴放在所述发电机外转子的竖直平面上之前包括：
将所述风向标从测风气象架上拧松，使所述风向标的方向能够微调。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括机械工装，所述使用卫星定位定向仪测量所述风向标N-S连线的方位角度值包括：
将所述机械工装固定安装在所述风向标上，所述机械工装的侧面平行于所述风向标N-S连线；
将所述卫星定位定向仪放置在所述机械工装的侧面上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述机械工装包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部的一端和第二夹持部的一端分别被固定连接，所述风向标中包括待夹持组件，将所述机械工装固定安装在所述风向标上包括：
根据所述待夹持组件的尺寸调整所述第一夹持部的另一端和第二夹持部的另一端，使得第一夹持部和第二夹持部分别与所述待夹持组件贴合。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述卫星定位定向仪包括显示屏，所述方法还包括：
当卫星定位定向仪放置在所述发电机外转子的竖直平面上时，所述显示屏背向所述发电机外转子；
或者/并且，当所述卫星定位定向仪安装在所述风向标上时，所述显示屏背向所述风向标。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述显示屏显示所述第一方位角度值。
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