CN107304749A - 一种风力发电机组机舱位置测量的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种风力发电机组机舱位置测量的方法、装置和系统，所述方法包括：在采用偏航角度采集器进行机舱位置测量的基础上，增加了一个接近开关，当所述接近开关被触发，表明机舱旋转了一周或数周，将所述偏航角度采集器采集的角度值与机舱旋转全周对应的角度值进行比较，获得角度误差值，并对所述角度误差值进行修正，从而使获得的机舱位置的角度值更加准确。

Description

一种风力发电机组机舱位置测量的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及风力发电领域，尤其涉及一种风力发电机组机舱位置测量的方法、装置和系统。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。将风能转换成电能离不开风力发电机组的工作。只有风叶转子达到最佳的迎风面积才能最大效率将风能转换成电能。

然而机舱位置的测量对分析整个发电场的一个工作状态有着重要的意义，在现有技术中，通常采用一个传感器测量机舱位置，由于传感器本身和环境影响导致机舱位置测量不够准确。

因此，如何提高机舱位置的测量精度是目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种风力发电机组机舱位置测量的方法和系统，能够达到提高机舱位置的测量精度的目的。

本发明公开了一种风力发电机组机舱位置测量的方法，所述方法包括：

控制偏航角度采集器对机舱位置角度进行采集；

判断接近开关的是否被触发；

当所述接近开关被触发，将所述偏航角度采集器采集的角度值与机舱旋转全周对应的角度值进行比较，获得角度误差值；

对所述角度误差值进行修正；

获得所述修正后机舱位置的测量值。

优选的，所述控制偏航角度采集器对机舱位置角度进行采集之前，还包括：

将机舱位置调节到某一指定方位，以便所述接近开关和所述偏航角度采集器从同一方位开始工作。

优选的，所述将机舱位置调节到某一指定方位，包括：

获取角度传感器测量到的机舱当前位置与指定方位的夹角；

根据所述夹角将机舱进行旋转，直到所述机舱指向所述指定方位。

优选的，所述对所述误差值进行修正之前，还包括：

判断所述角度误差值是否大于等于预设角度值；

若所述角度误差值大于等于预设角度值，判定出所述接近开关或所述偏航角度采集器出现故障；

若所述角度误差值小于预设角度值，执行对所述误差值进行修正。

本发明公开了一种风力发电机组机舱位置测量的装置，所述装置包括：

角度采集控制单元，用于控制偏航角度采集器对机舱位置角度进行采集，以获取所述机舱位置角度；

触发信号判别单元，用于根据接近开关的触发信号判别所述接近开关是否被触发；

误差获取单元，用于当所述触发信号判别单元判别到所述接近开关被触发时，将所述角度采集控制单元获取的角度值与机舱旋转全周对应的角度值进行比较，获得角度误差值；

误差修正单元，用于对所述误差获取单元获取的角度误差值进行修正；

测量值获取单元，用于接收所述误差修正单元对角度误差值进行修正后的机舱位置的测量值。

优选的，所述装置还包括：

指定位置调节单元，用于将机舱位置调节到某一指定方位，以便所述接近开关和所述偏航角度采集器从同一方位开始工作。

优选的，所述指定位置调节单元包括：

夹角获取单元，用于获取角度传感器测量到的机舱当前位置与指定方位的夹角；

旋转控制单元，根据所述夹角获取单元获取的夹角将机舱进行旋转，直到所述机舱指向所述指定方位。

优选的，所述装置还包括：

角度误差判别单元，用于判断所述误差获取单元获取的角度误差值是否大于等于预设角度值，其中，当判断到所述误差获取单元获取的角度误差值小于预设角度值时，所述误差修正单元对所述角度误差值进行修正；

故障判定单元，用于当所述角度误差判别单元判别到角度误差值大于等于预设角度值时，判定出所述接近开关或所述偏航角度采集器出现故障。

本发明公开了一种风力发电机组机舱位置测量的系统，所述系统，包括：

接近开关、偏航角度采集器、控制中心；

所述接近开关，用于在所述机舱旋转整周时被触发，并将触发信号上传到所述控制中心；

所述偏航角度采集器，用于采集所述机舱旋转的角度值，并将所述角度值上传至所述控制中心；

所述控制中心，用于控制所述偏航角度采集器对机舱位置角度进行采集，并接收所述角度传感器采集的机舱旋转的角度值；根据所述接近开关的触发信号，判断所述接近开关的已被触发后，将接收到所述偏航角度采集器采集的角度值与机舱旋转全周对应的角度值进行比较，获得误差角度值，并对所述误差值进行修正，最后获得修正后的机舱位置的测量值。

优选的，所述控制中心还用于将机舱位置调节到某一指定方位，以便所述接近开关和所述偏航角度采集器从同一方位开始工作。

优选的，所述控制中心将机舱位置调节到某一指定方位，具体用于：

获取角度传感器采集到的机舱当前位置与指定方位的夹角；

根据所述夹角将机舱进行旋转，直到所述机舱指向所述指定方位。

优选的，所述控制中心还用于对所述角度误差值是否大于等于预设角度值进行判断；

其中，若所述角度误差值大于等于预设角度值，判定出所述接近开关或所述偏航角度采集器出现故障；若所述角度误差值小于预设角度值，对所述误差值进行修正。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明在采用偏航角度采集器进行机舱位置测量的基础上，增加了一个接近开关，当所述接近开关被触发，表明机舱旋转了一周或数周，将所述偏航角度采集器采集的角度值与机舱旋转全周对应的角度值进行比较，获得角度误差值，并对所述角度误差值进行修正，从而使获得的机舱位置的角度值更加准确。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例公开的一种风力发电机组机舱位置测量的方法流程图；

图2是本发明另一实施例公开的一种风力发电机组机舱位置测量的方法流程图；

图3是本发明实施例公开的一种风力发电机组机舱位置测量的装置结构图；

图4是本发明另一实施例公开的一种风力发电机组机舱位置测量的装置结构图；

图5是本发明实施例公开的一种风力发电机组机舱位置测量的系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种风力发电机组机舱位置测量的方法，参见图1，所述方法，包括：

步骤S101、控制偏航角度采集器对机舱位置角度进行采集；

其中，所述偏航角度采集器采集对所述机舱相对某一指定方位旋转的角度值，本发明中所述某一指定方位为正北方向；所述偏航角度采集器在工作之前需对其进行硬件置零，以保证角度测量的准确性；

步骤S102、判断接近开关的是否被触发；当所述接近开关被触发，执行步骤S103；

其中，所述接近开关为感应传感器，安装在偏航齿轮处，当机舱从0°参考点即正北方向偏航转动整数圈时，所述接近开关被触发，此时，机舱位置的理论值时360°*k，所述k为正整数，所述接近开关每被触发一次，表明机舱又旋转一周，k值加1；

当接收到所述接近开关的触发信号后，判定所述接近开关已被触发，即机舱相对正北方向旋转了一周或数周；

步骤S103、将所述偏航角度采集器采集的角度值与机舱旋转全周对应的角度值进行比较，获得角度误差值；

其中，当所述接近开关被触发一次，即机舱相对正北方向旋转了一周，机舱位置的理论值时360°，此时所述偏航角度采集器采集的机舱旋转的实际角度值为360°*1+β，其中所述β为一个允许存在小角度误差值；将所述偏航角度采集器采集的角度值与机舱旋转一周对应的角度值进行比较，获得角度误差值β；

当所述接近开关第二次被触发，即机舱相对正北方向旋转了两周，机舱位置的理论值时360°*2，此时所述偏航角度采集器采集的机舱旋转的实际角度值为360°*2+β₁，将所述偏航角度采集器采集的角度值与机舱旋转两周对应的角度值进行比较，获得角度误差值β₁；

需要说明的是，在所述偏航角度采集器的测量范围内，所述接近开关每被触发一次即机舱旋转一周，就要获取一次角度误差值；

步骤S104、对所述角度误差值进行修正；

其中，对所述角度误差值进行修正为在所述偏航角度采集器测量的机舱位置角度的基础上减去角度误差值β；

步骤S105、获得所述修正后机舱位置的测量值。

本实施例中，通过在偏航角度采集器测量的机舱位置角度的基础上，增加一接近开关，在机舱每旋转一周对偏航角度采集器测量的机舱位置角度计算一次角度误差，并根据所述计算到角度误差值对获取的偏航角度采集器测量的机舱位置角度进行修正，从而提高机舱位置测量的准确度。

优选的，在另一实施例中，所述控制偏航角度采集器对机舱位置角度进行采集之前，还包括：

将机舱位置调节到某一指定方位；

其中，某一指定方位为正北方向，以便所述接近开关和所述偏航角度采集器从同一方位即同一参考位置开始工作。

所述将机舱位置调节到某一指定方位，包括：

获取角度传感器采集到的机舱当前位置与指定正北方位的夹角α；

其中，通过寻北仪找到地理位置的正北方向，并且输出机舱当前位置与指定正北方位的夹角α，所述寻北仪安装在发电机、变频器、主轴等金属设备至少50cm处，且设备与正北方向之间无金属物遮挡，以便所述寻北仪正常工作，保证机舱当前位置与指定正北方位的夹角α测量的准确性，然后将所述夹角α上传至控制中心；

在将将机舱位置调节到正北方位之前，确保风力发电机组塔筒电缆呈现自由垂落状态，以便在之后机舱位置测量过程中，出现机舱偏航位置超限到时电缆扭揽；

根据所述夹角将机舱进行旋转，直到所述机舱指向所述指定方位。

其中，控制中心根据所述寻北仪测量的夹角α，使得机舱向正北方向转动α角度，直至机舱对应正北方向。

优选的，在另一实施例中，公开了一种风力发电机组机舱位置测量的方法，参见图2，所述方法，包括：

步骤S201、控制偏航角度采集器对机舱位置角度进行采集；

步骤S202、判断接近开关的是否被触发；当所述接近开关被触发，执行步骤S203；

步骤S203、将所述偏航角度采集器采集的角度值与机舱旋转全周对应的角度值进行比较，获得角度误差值；

步骤S204、判断所述角度误差值是否大于等于预设角度值；若所述角度误差值大于等于预设角度值，执行步骤S205，否则执行步骤S206；

其中，所述预设角度值为根据和传感器实际和现场经验设定；

步骤S205、判定出所述接近开关或所述偏航角度采集器出现故障；

步骤S206、对所述角度误差值进行修正；

步骤S207、获得所述修正后机舱位置的测量值。

本实施例中，增加对角度误差值是否大于等于预设角度值的判断，当所述角度误差值大于等于预设角度值，判定出所述接近开关或所述偏航角度采集器出现故障，造成所述偏航角度采集器采集的角度值出现较大误差，因此，对所述接近开关或所述偏航角度采集器进行检修，只有当角度误差值在允许的范围内，通过对角度误差值进行修正，保证机舱位置测量的准确性。

相对于上述方法，本发明公开了一种风力发电机组机舱位置测量的装置，参见图3，所述装置包括：

角度采集控制单元201、触发信号判别单元202、误差获取单元203、误差修正单元204、测量值获取单元205；

其中，所述角度采集控制单元201控制偏航角度采集器对机舱位置角度进行采集，以获取所述机舱位置角度，当所述触发信号判别单元202接收到接近开关的触发信号时，判定所述接近开关已被触发，所述误差获取单元203将所述角度采集控制单元201获取的角度值与机舱旋转全周对应的角度值进行比较，获得角度误差值，误差修正单元204对所述误差获取单元203获取的角度误差值进行修正，以便所述测量值获取单元205获取对角度误差值进行修正后的机舱位置的测量值。

需要说明的是，本实施例公开的风力发电机组机舱位置测量的装置中，各个单元的具体工作过程请参见对应图1的方法实施例，此处不再赘述。

优选的，另一实施例中，本发明公开的一种风力发电机组机舱位置测量的装置，还包括：

指定位置调节单元206，用于将机舱位置调节到某一指定方位，以便所述接近开关和所述偏航角度采集器从同一方位开始工作；

所述指定位置调节单元，包括：

夹角获取单元2061，用于获取角度传感器测量到的机舱当前位置与指定方位的夹角；

旋转控制单元2062，根据所述夹角获取单元2061获取的夹角将机舱进行旋转，直到所述机舱指向所述指定方位。

需要说明的是，本实施例公开的风力发电机组机舱位置测量的装置中，各个单元的具体工作过程请参见对应的方法实施例，此处不再赘述。

优选的，在另一实施例中，公开的一种风力发电机组机舱位置测量的装置，参见图4，所述装置，还包括：

角度误差判别单元207、故障判定单元208；

其中，所述角度误差判别单元207根据所述误差获取单元203获取的角度误差值判断所述角度误差值是否大于等于预设角度值；当所述角度误差判别单元207判别到角度误差值大于等于预设角度值时，所述故障判定单元208判定出所述接近开关或所述偏航角度采集器出现故障；当所述角度误差判别单元207判断到所述角度误差值小于预设角度值时，所述误差修正单元204对所述角度误差值进行修正。

需要说明的是，本实施例公开的风力发电机组机舱位置测量的装置中，各个单元的具体工作过程请参见图2对方法实施例，此处不再赘述。

相对于上述方法，本发明公开了一种风力发电机组机舱位置测量的系统，参见图5，所述系统包括：

控制中心101、接近开关102、偏航角度采集器103；

其中，所述控制中心101控制所述偏航角度采集器103对机舱位置角度进行采集，并接收所述角度传感器103上传的机舱旋转的角度值；所述控制中心101判断是否接收到所述接近开关102上传的触发信号，当接收到接近开关102触发信号，判断所述接近开关102的已被触发后。此时，控制中心101将接收到所述偏航角度采集器103采集的角度值与机舱104旋转全周对应的角度值进行比较，获得误差角度值，并对所述误差值进行修正，最后获得修正后的机舱位置的测量值。

需要说明的是，本实施例公开的风力发电机组机舱位置测量的系统中，各个模块的具体工作过程请参见对应图1的方法实施例，此处不再赘述。

优选的，另一实施例中，所述控制中心101还用于将机舱位置调节到某一指定方位，以便所述接近开关102和所述偏航角度采集器103从同一方位开始工作；

其中，所述控制中心101将机舱位置调节到某一指定方位，具体用于：

控制中心101获取角度传感器采集到的机舱当前位置与指定方位的夹角；

根据所述夹角将机舱进行旋转，直到所述机舱指向所述指定方位。

需要说明的是，本实施例公开的风力发电机组机舱位置测量的系统中，各个模块的具体工作过程请参见对应的方法实施例，此处不再赘述。

优选的，另一实施例中，所述控制中心101还用于对所述角度误差值是否大于等于预设角度值进行判断；

其中，若所述角度误差值大于等于预设角度值，判定出所述接近开关101或所述偏航角度采集器102出现故障；若所述角度误差值小于预设角度值，对所述角度误差值进行修正。

需要说明的是，本实施例公开的风力发电机组机舱位置测量的系统中，各个模块的具体工作过程请参见对应图2的方法实施例，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种风力发电机组机舱位置测量的方法，其特征在于，所述方法包括：

控制偏航角度采集器对机舱位置角度进行采集；

判断接近开关的是否被触发；

当所述接近开关被触发，将所述偏航角度采集器采集的角度值与机舱旋转全周对应的角度值进行比较，获得角度误差值；

对所述角度误差值进行修正；

获得所述修正后机舱位置的测量值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制偏航角度采集器对机舱位置角度进行采集之前，还包括：

将机舱位置调节到某一指定方位，以便所述接近开关和所述偏航角度采集器从同一方位开始工作。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将机舱位置调节到某一指定方位，包括：

获取角度传感器测量到的机舱当前位置与指定方位的夹角；

根据所述夹角将机舱进行旋转，直到所述机舱指向所述指定方位。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述误差值进行修正之前，还包括：

判断所述角度误差值是否大于等于预设角度值；

若所述角度误差值大于等于预设角度值，判定出所述接近开关或所述偏航角度采集器出现故障；

若所述角度误差值小于预设角度值，执行对所述误差值进行修正。

5.一种风力发电机组机舱位置测量的装置，其特征在于，所述装置包括：

角度采集控制单元，用于控制偏航角度采集器对机舱位置角度进行采集，以获取所述机舱位置角度；

触发信号判别单元，用于根据接近开关的触发信号判别所述接近开关是否被触发；

误差获取单元，用于当所述触发信号判别单元判别到所述接近开关被触发时，将所述角度采集控制单元获取的角度值与机舱旋转全周对应的角度值进行比较，获得角度误差值；

误差修正单元，用于对所述误差获取单元获取的角度误差值进行修正；

测量值获取单元，用于接收所述误差修正单元对角度误差值进行修正后的机舱位置的测量值。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

指定位置调节单元，用于将机舱位置调节到某一指定方位，以便所述接近开关和所述偏航角度采集器从同一方位开始工作。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述指定位置调节单元包括：

夹角获取单元，用于获取角度传感器测量到的机舱当前位置与指定方位的夹角；

旋转控制单元，根据所述夹角获取单元获取的夹角将机舱进行旋转，直到所述机舱指向所述指定方位。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

角度误差判别单元，用于判断所述误差获取单元获取的角度误差值是否大于等于预设角度值，其中，当判断到所述误差获取单元获取的角度误差值小于预设角度值时，所述误差修正单元对所述角度误差值进行修正；

故障判定单元，用于当所述角度误差判别单元判别到角度误差值大于等于预设角度值时，判定出所述接近开关或所述偏航角度采集器出现故障。

9.一种风力发电机组机舱位置测量的系统，其特征在于，所述系统，包括：

接近开关、偏航角度采集器、控制中心；

所述接近开关，用于在所述机舱旋转整周时被触发，并将触发信号上传到所述控制中心；

所述偏航角度采集器，用于采集所述机舱旋转的角度值，并将所述角度值上传至所述控制中心；

所述控制中心，用于控制所述偏航角度采集器对机舱位置角度进行采集，并接收所述角度传感器采集的机舱旋转的角度值；根据所述接近开关的触发信号，判断所述接近开关的已被触发后，将接收到所述偏航角度采集器采集的角度值与机舱旋转全周对应的角度值进行比较，获得误差角度值，并对所述误差值进行修正，最后获得修正后的机舱位置的测量值。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述控制中心还用于将机舱位置调节到某一指定方位，以便所述接近开关和所述偏航角度采集器从同一方位开始工作。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述控制中心将机舱位置调节到某一指定方位，具体用于：

获取角度传感器采集到的机舱当前位置与指定方位的夹角；

根据所述夹角将机舱进行旋转，直到所述机舱指向所述指定方位。

12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述控制中心还用于对所述角度误差值是否大于等于预设角度值进行判断；

其中，若所述角度误差值大于等于预设角度值，判定出所述接近开关或所述偏航角度采集器出现故障；若所述角度误差值小于预设角度值，对所述误差值进行修正。