CN107121118B - 一种风电机组塔筒静态刚度圆分析方法 - Google Patents
一种风电机组塔筒静态刚度圆分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107121118B CN107121118B CN201710396496.2A CN201710396496A CN107121118B CN 107121118 B CN107121118 B CN 107121118B CN 201710396496 A CN201710396496 A CN 201710396496A CN 107121118 B CN107121118 B CN 107121118B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circle
- center
- tower
- radius
- twin shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
- G01B21/24—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing alignment of axes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种风电机组塔筒静态刚度圆分析方法,包括如下步骤:1)在风电机组塔筒安装完成后,在塔筒顶端和底部各安装一个双轴动态倾角传感器;2)控制风机绕塔筒顶端偏航旋转一周,分别对两个双轴动态倾角传感器所获得的数据进行数据拟合,每个双轴动态倾角传感器拟合出一个初始参考静态刚度圆,获取每个初始参考静态刚度圆的圆心和半径,即可得到两组拟合数据:圆心01、半径R1和圆心02、半径R2;3)此时的圆心01和圆心02的矢量差即为安装后的塔筒的同轴度和垂直度;4)当检修或者验收时,控制风机绕塔筒顶端偏航旋转一周,分别对两个双轴动态倾角传感器所获得的倾角数据进行数据拟合。
Description
技术领域
本发明涉及风电塔筒领域,特别涉及一种风电机组塔筒静态刚度圆分析方法。
背景技术
风电机组的塔筒是风力发电机组中的承重部件,在风力发电机组中主要起支撑作用,同时吸收机组震动。塔筒承受着推力,弯矩和扭矩负荷等复杂多变的载荷,使得风力发电机组运行过程中,塔筒会出现一定幅度的摇摆和扭曲等变形;此外,塔筒还会受到材料变化,零部件失效以及地基沉降等因素的影响,发生倾斜。塔筒过大的倾斜变形会影响风力发电机组的正常运行,严重的还会产生安全事故,因此,需要对风电机组基础沉降及塔筒安全进行实时检测,而如何通过获得的塔筒倾斜数据来评价塔筒结构是否安全健康,这一直没有一个很好的解决办法。
目前,使用固定的倾斜率(一个经验值,来源于标准)作为塔筒倾斜的报警,各厂家机型风机塔筒的高度,塔筒内壁厚度都不一样,导致各种类型的塔筒的刚度不相同,使用一个固定的倾斜率对不同种类塔筒作为评判标准,不能做到精准报警。目前无法得知塔筒初始安装的倾斜率,塔筒结构的实际刚度特性,塔筒法兰螺栓连接是否松动,塔筒结构是否有损伤等。
针对目前还没有一种能够检测静态时候(即检修时候或安装后验收时候)风电机组塔筒结构安全的方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷,提供一种风电机组塔筒结构安全静态分析方法,以解决上述问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
一种风电机组塔筒静态刚度圆分析方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)在风电机组塔筒安装完成后,在塔筒顶端和底部各安装一个双轴动态倾角传感器;
2)控制风机绕塔筒顶端偏航旋转一周,分别对两个双轴动态倾角传感器所获得的数据进行数据拟合,每个双轴动态倾角传感器拟合出一个初始参考静态刚度圆,获取每个初始参考静态刚度圆的圆心和半径,即可得到两组拟合数据:圆心01、半径R1和圆心02、半径R2;
3)此时的圆心01和圆心02的矢量差即为安装后的塔筒的同轴度和垂直度;
4)当检修或者验收时,控制风机绕塔筒顶端偏航旋转一周,分别对两个双轴动态倾角传感器所获得的倾角数据进行数据拟合,每个双轴动态倾角传感器拟合出一个当前静态刚度圆,获取每个当前静态刚度圆的圆心和半径,即可得到两组拟合数据:圆心01’、半径R1’和圆心02’、半径R2’,
将圆心01、半径R1与圆心01’、半径R1’对比,
4.1)如果当前圆心01’偏离初始圆心01,可判定为以下情况中的至少一种:
a、可判断塔筒出现变形,圆心01与圆心01’的矢量差为偏离大小,即为变形的程度,
b、塔基出现不均匀沉降;
4.2)如当前圆半径R1’比初始圆半径R1大,可判定为以下情况中的至少一种:
c、塔基松动不牢固;
d、塔筒刚度变弱;
4.3)当双轴动态倾角传感器拟合出一个当前静态刚度圆,当前静态刚度圆在某个圆弧边外围具有较多个数据点较大偏离圆弧时,可判断塔筒360°刚度不均匀,此方向的刚度较弱,导致此方向刚度较弱,是塔筒法兰螺栓固定松动或塔筒有伤痕、裂纹造成。
由于采用了如上的技术方案,本发明通过双轴动态倾角传感器获得的数据拟合刚度圆的方法,能够快速检测到安装后的塔筒的同轴度和垂直度;而且还能在检修或者验收时,快速检测出可判断塔筒出现变形、塔基出现不均匀沉降、塔基松动不牢固、塔筒刚度变弱、塔筒法兰螺栓固定松动或塔筒有伤痕、裂纹等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种实施例的塔筒在静态时的受力分析图。
图2是本发明一种实施例其中一个静态刚度圆的拟合示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面进一步阐述本发明。
在对本发明进行描述之前,先对风力机组塔筒结构进行分析,结合图1和图2所示,由于塔筒100为圆筒结构,所以塔筒100的360°各方向的刚度EI相等的。根据风力机组静态受力分析,在风机110停止顺桨时,环境风速未达到风机切入风速的低风速状态下,风机塔筒的受力可简化为塔筒100自身固有重力G与由于机舱和塔筒重心偏离而产生的固定力矩M。
固定力矩M会让塔筒产生挠角Θ。机舱120可旋转360°,根据公式挠角Θ=M*H/EI,H为塔筒高度,由于M,H为固定值,塔筒360°各方向的刚度EI相等。所以机舱120旋转360°,Θ矢量的模相等。相当于塔筒旋转一周塔顶倾角轨迹为一个圆,这个圆命名为静态刚度圆,其中圆心为塔筒安装的初始倾斜,圆半径为力矩M所产生的挠角。
基于上述固有的客观情况,以下对本发明进行描述。
一种风电机组塔筒静态刚度圆分析方法,包括如下步骤:
1)在风电机组塔筒安装完成后,在塔筒顶端和底部各安装一个双轴动态倾角传感器;
2)控制风机绕塔筒顶端偏航旋转一周,分别对两个双轴动态倾角传感器所获得的数据进行数据拟合,每个双轴动态倾角传感器拟合出一个初始参考静态刚度圆,获取每个初始参考静态刚度圆的圆心和半径,即可得到两组拟合数据:圆心01、半径R1和圆心02、半径R2;
3)此时的圆心01和圆心02的矢量差即为安装后的塔筒的同轴度和垂直度;
4)当检修或者验收时,控制风机绕塔筒顶端偏航旋转一周,分别对两个双轴动态倾角传感器所获得的倾角数据进行数据拟合,每个双轴动态倾角传感器拟合出一个当前静态刚度圆,获取每个当前静态刚度圆的圆心和半径,即可得到两组拟合数据:圆心01’、半径R1’和圆心02’、半径R2’,
将圆心01、半径R1与圆心01’、半径R1’对比,
4.1)如果当前圆心01’偏离初始圆心01,可判定为以下情况中的至少一种:
a、可判断塔筒出现变形,圆心01与圆心01’的矢量差为偏离大小,即为变形的程度,
b、塔基出现不均匀沉降;
4.2)如当前圆半径R1’比初始圆半径R1大,可判定为以下情况中的至少一种:
c、塔基松动不牢固;
d、塔筒刚度变弱;
4.3)当双轴动态倾角传感器拟合出一个当前静态刚度圆,当前静态刚度圆在某个圆弧边外围具有较多个数据点较大偏离圆弧时,可判断塔筒360°刚度不均匀,此方向的刚度较弱,导致此方向刚度较弱,是塔筒法兰螺栓固定松动或塔筒有伤痕、裂纹造成。
本发明通过双轴动态倾角传感器获得的数据拟合刚度圆的方法,能够快速检测到安装后的塔筒的同轴度和垂直度;而且还能在检修或者验收时,快速检测出可判断塔筒出现变形、塔基出现不均匀沉降、塔基松动不牢固、塔筒刚度变弱、塔筒法兰螺栓固定松动或塔筒有伤痕、裂纹等问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种风电机组塔筒静态刚度圆分析方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)在风电机组塔筒安装完成后,在塔筒顶端和底部各安装一个双轴动态倾角传感器;
2)控制风机绕塔筒顶端偏航旋转一周,分别对两个双轴动态倾角传感器所获得的数据进行数据拟合,每个双轴动态倾角传感器拟合出一个初始参考静态刚度圆,获取每个初始参考静态刚度圆的圆心和半径,即可得到两组拟合数据:圆心01、半径R1和圆心02、半径R2;
3)此时的圆心01和圆心02的矢量差即为安装后的塔筒的同轴度和垂直度;
4)当检修或者验收时,控制风机绕塔筒顶端偏航旋转一周,分别对两个双轴动态倾角传感器所获得的倾角数据进行数据拟合,每个双轴动态倾角传感器拟合出一个当前静态刚度圆,获取每个当前静态刚度圆的圆心和半径,即可得到两组拟合数据:圆心01’、半径R1’和圆心02’、半径R2’,
将圆心01、半径R1与圆心01’、半径R1’对比,
4.1)如果当前圆心01’偏离初始圆心01,可判定为以下情况中的至少一种:
a、可判断塔筒出现变形,圆心01与圆心01’的矢量差的模为偏离大小,即为变形的程度,
b、塔基出现不均匀沉降;
4.2)如当前圆半径R1’比初始圆半径R1大,可判定为以下情况中的至少一种:
c、塔基松动不牢固;
d、塔筒刚度变弱;
4.3)当双轴动态倾角传感器拟合出一个当前静态刚度圆,当前静态刚度圆在某个圆弧边外围具有较多个数据点较大偏离圆弧时,可判断塔筒360°刚度不均匀,此方向的刚度较弱,导致此方向刚度较弱,是塔筒法兰螺栓固定松动或塔筒有伤痕、裂纹造成。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710396496.2A CN107121118B (zh) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 一种风电机组塔筒静态刚度圆分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710396496.2A CN107121118B (zh) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 一种风电机组塔筒静态刚度圆分析方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107121118A CN107121118A (zh) | 2017-09-01 |
CN107121118B true CN107121118B (zh) | 2019-07-09 |
Family
ID=59729266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710396496.2A Active CN107121118B (zh) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 一种风电机组塔筒静态刚度圆分析方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107121118B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110186422A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-30 | 中国长江三峡集团有限公司福建分公司 | 海上风机塔筒倾斜角度和基础沉降测量方法及终端 |
CN112556550B (zh) * | 2020-10-23 | 2022-08-05 | 沪东中华造船(集团)有限公司 | 一种船舶建造过程中同心度检测方法 |
CN113503231A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-10-15 | 华能盐城大丰新能源发电有限责任公司 | 一种风电机组变工况下塔架倾斜与基础沉降评估方法及系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103245321A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-08-14 | 赤峰华源新力科技有限公司 | 风电机组塔筒形态监测系统和方法 |
CN104122013A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-10-29 | 西安交通大学 | 一种针对大型风电塔筒结构应力的在线监测方法 |
CN104198138A (zh) * | 2014-08-28 | 2014-12-10 | 北京天源科创风电技术有限责任公司 | 一种风力发电机组异常振动的预警方法及系统 |
CN106352838A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-25 | 上海应谱科技有限公司 | 风电机组塔筒垂直度离线检测方法及垂直度在线监测方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104619983B (zh) * | 2012-07-26 | 2017-06-13 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 使风力涡轮机俯仰 |
-
2017
- 2017-05-31 CN CN201710396496.2A patent/CN107121118B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103245321A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-08-14 | 赤峰华源新力科技有限公司 | 风电机组塔筒形态监测系统和方法 |
CN104122013A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-10-29 | 西安交通大学 | 一种针对大型风电塔筒结构应力的在线监测方法 |
CN104198138A (zh) * | 2014-08-28 | 2014-12-10 | 北京天源科创风电技术有限责任公司 | 一种风力发电机组异常振动的预警方法及系统 |
CN106352838A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-25 | 上海应谱科技有限公司 | 风电机组塔筒垂直度离线检测方法及垂直度在线监测方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107121118A (zh) | 2017-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7160083B2 (en) | Method and apparatus for wind turbine rotor load control | |
US7086834B2 (en) | Methods and apparatus for rotor blade ice detection | |
CN107121122B (zh) | 一种风电机组塔筒动态刚度圆分析方法 | |
EP1646786B1 (en) | Method and apparatus for wind turbine rotor load control based on shaft radial displacement | |
CN107121118B (zh) | 一种风电机组塔筒静态刚度圆分析方法 | |
EP2182205B1 (en) | Wind turbine arrangement and method for aligning a wind turbine with the wind direction | |
US10145361B2 (en) | Methods and systems to shut down a wind turbine | |
KR101288329B1 (ko) | 풍력발전기 모니터링 장치 | |
EP2175131A2 (en) | Apparatus and method for continuous pitching of wind turbine blades | |
CN106352838B (zh) | 风电机组塔筒垂直度离线检测方法及垂直度在线监测方法 | |
EP2229530B1 (en) | Compensation system for a rotor | |
US9638169B2 (en) | Method for setting a pitch reference point for a wind turbine blade on a rotor | |
GB2479923A (en) | A method and system for detecting angular deflection in a wind turbine blade, or component, or between wind turbine components | |
EP3497326A1 (en) | Determining a wind turbine tower inclination angle | |
EP3794231B1 (en) | Wind turbine method for detection and control of whirling oscillations | |
DK201670813A1 (en) | Method of identifying a wind distribution pattern over the rotor plane and a wind turbine thereof | |
EP1947329A1 (en) | Wind turbine and method for mitigating the asymmetric loads endured by the rotor or the wind turbine | |
CN106248049B (zh) | 风电机组塔筒基础不均匀沉降离线检测方法及在线监测方法 | |
CN115380160A (zh) | 风力涡轮机叶片桨距系统的基于频率含量的监测 | |
CN206192338U (zh) | 一种风电机组基础沉降及塔筒安全在线监测装置 | |
WO2019184181A1 (zh) | 风力发电机组及调平装置、调平控制方法、装置和系统 | |
EP4185770B1 (en) | Imbalance estimation for the wind rotor of a wind turbine | |
CN113123926B (zh) | 风力发电机组的变桨控制方法及系统 | |
SE545911C2 (en) | A wind turbine, a measurement system for a wind turbine system and method for providing measurement data | |
CN116044659A (zh) | 一种基于振动监测的风机自动偏航控制的优化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201612 302, room 18, No. 518, Xinzhuang Road, Xinqiao Town, Songjiang District, Shanghai -1 Applicant after: Shanghai Spectrum Technology Co., Ltd. Address before: 201800 room 6035, Ping Cheng Road, Juyuan New District, Jiading District, Shanghai, China, 811 Applicant before: Shanghai Spectrum Technology Co., Ltd. |
|
CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |