CN110118152B - 风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法。其中，风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统包括主控制器、传感器组；传感器组用于实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据；主控制器用于根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度；根据不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。上述监测调整方式，可利用结构载荷对于叶片的气动平衡进行监测，同时还可以根据监测结构判断得到不平衡度，最后利用不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法。
背景技术
风力发电是指把风的动能转为电能。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
研究发现，风力发电机组叶片气动特性的不平衡则会影响风电机组的载荷以及寿命，造成风力发电机组叶片气动不平衡的原因主要在于叶片在安装时的误差以及风电机组长期运行后叶片发生的形变。
举例说明，风力发电机组在运行时，其叶片由于变桨角度不一致，会导致叶片气动力不平衡。通过力学分析，叶片不平衡，会导致轮毂受到一个频率为1P(风轮转频)的周期性合力矩，进而导致机舱振动及部件载荷出现明显的1P波动信号。如果不平衡度高的话，会使风力发电机组机舱整体振动超限，进而加快各承力结构件疲劳破坏等故障，严重时会发生倒塔等恶性事故。
在现有技术中，也出现了一些对于风力发电机组叶片气动不平衡检测以及调整方法的研究；举例说明，专利CN201410030611，《一种双馈风力发电机叶片不平衡在线故障诊断方法》。该发明提供属于风力发电技术领域中的一种双馈风力发电机叶片不平衡在线故障诊断方法。该方法同步采样双馈发电机的转速及发电机输出的功率信号P；根据风机轮毂转动惯量J和采样周期内同步采样得到的发电机输出功率与转速，估计风机轮毂的输入气动转矩T；阶比分析得到重新采样气动转矩Ta，消除转速变化带来的频率模糊现象；对阶比分析重构后的信号进行功率谱分析，进行特征提取；比较1倍频功率谱幅值Q(1)与3倍频功率谱幅值Q(3)，若Q(1)大于Q(3)，判断不平衡故障发生。很显然，上述现有技术大多数集中在发电机组转子转速、扭矩等信号的频谱监测分析。同时，结构载荷监测专利也只有叶片本身载荷监测，这种监测分析方法仍然存在监测数据不准确的问题(即叶片本身已经发生气动不平衡，其反应载荷数据也会不准确)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法，以解决现有技术中没有利用结构载荷对于叶片的气动平衡进行监测和调整的系统平台。
本发明提供一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统，包括主控制器和传感器组；
所述传感器组，用于实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据；
所述主控制器，用于根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度；
所述主控制器，还用于根据所述不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。
优选的，作为一种可实施方式；所述主控制器包括第一主控子模块；所述传感器组包括塔筒扭矩应变传感器和第一接近开关；
所述第一接近开关设置在穿过主轴的水平面上；所述第一接近开关用于在每个叶片转动到所述第一接近开关所在的水平面上后触发所述塔筒扭矩应变传感器监测动作；
所述塔筒扭矩应变传感器设置在塔筒处，且所述塔筒扭矩应变传感器用于在触发执行监测动作时实时检测得到当前的塔筒扭矩值；
所述第一主控子模块，用于根据当前的塔筒扭矩值与标准塔筒扭矩值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前的塔筒扭矩值大于或是等于标准塔筒扭矩值则判定当前叶片气动不平衡，若当前的塔筒扭矩值小于标准塔筒扭矩值则判定当前叶片气动平衡；所述第一主控子模块，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
优选的，作为一种可实施方式；所述主控制器包括第二主控子模块；所述传感器组包括底架应变传感器和第二接近开关；
所述第二接近开关设置在穿过主轴的竖直平面上；所述第二接近开关用于在每个叶片转动到所述第二接近开关所在的竖直平面上后触发所述底架应变传感器监测动作；
所述底架应变传感器设置在用于支撑主轴的底架上，且所述底架应变传感器用于在触发执行监测动作时实时检测得到当前底架的纵梁处X向应变弯矩值；
所述第二主控子模块，用于根据当前底架的纵梁处X向应变弯矩值与标准底架的纵梁处X向应变弯矩值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前底架的纵梁处X向应变弯矩值大于或是等于标准底架的纵梁处X向应变弯矩值则判定当前叶片气动不平衡，若当前底架的纵梁处X向应变弯矩值小于标准底架的纵梁处X向应变弯矩值则判定当前叶片气动平衡；所述第二主控子模块，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
优选的，作为一种可实施方式；所述主控制器包括第三主控子模块；所述传感器组包括三个主轴应变传感器；
每个所述主轴应变传感器均设置在主轴的周向侧壁上，且每个所述主轴应变传感器均与一个叶片位置相对应；每个所述主轴应变传感器用于实时检测得到当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值；
所述第三主控子模块，用于根据当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值与标准主轴轴向应变数值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值大于或是等于标准主轴轴向应变数值则判定当前叶片气动不平衡，若当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值小于标准主轴轴向应变数值则判定当前叶片气动平衡；所述第三主控子模块，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
本发明还提供了一种监测调整方法，基于所述风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统进行风力发电机叶片气动平衡的监测和调整操作，包括如下操作步骤：
传感器组实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据；
主控制器根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度；
主控制器根据所述不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。
优选的，作为一种可实施方式；所述传感器组实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据，具体包括如下操作步骤：
所述第一接近开关在每个叶片转动到所述第一接近开关所在的水平面上后触发所述塔筒扭矩应变传感器监测动作；所述塔筒扭矩应变传感器在触发执行监测动作时实时检测得到当前的塔筒扭矩值；
所述主控制器根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，具体包括如下操作步骤：
所述第一主控子模块根据当前的塔筒扭矩值与标准塔筒扭矩值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前的塔筒扭矩值大于或是等于标准塔筒扭矩值则判定当前叶片气动不平衡，若当前的塔筒扭矩值小于标准塔筒扭矩值则判定当前叶片气动平衡；所述第一主控子模块，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
优选的，作为一种可实施方式；所述传感器组实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据，具体包括如下操作步骤：
所述第二接近开关在每个叶片转动到所述第二接近开关所在的竖直平面上后触发所述底架应变传感器监测动作；所述底架应变传感器在触发执行监测动作时实时检测得到当前底架的纵梁处X向应变弯矩值；
所述主控制器根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，具体包括如下操作步骤：
所述第二主控子模块，用于根据当前底架的纵梁处X向应变弯矩值与标准底架的纵梁处X向应变弯矩值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前底架的纵梁处X向应变弯矩值大于或是等于标准底架的纵梁处X向应变弯矩值则判定当前叶片气动不平衡，若当前底架的纵梁处X向应变弯矩值小于标准底架的纵梁处X向应变弯矩值则判定当前叶片气动平衡；所述第二主控子模块，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
优选的，作为一种可实施方式；所述传感器组实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据，具体包括如下操作步骤：
每个所述主轴应变传感器实时检测得到当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值；
所述主控制器根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，具体包括如下操作步骤：
所述第三主控子模块，用于根据当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值与标准主轴轴向应变数值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值大于或是等于标准主轴轴向应变数值则判定当前叶片气动不平衡，若当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值小于标准主轴轴向应变数值则判定当前叶片气动平衡；所述第三主控子模块，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
本发明实施例提供一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法；上述风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统主要由主控制器、传感器组(该传感器组可以包括各种针对结构载荷进行测定的传感器以及接近开关等)等构成；
其中，所述传感器组，用于实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据；
所述主控制器，用于根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度；
所述主控制器，还用于根据所述不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。
分析上述控制过程可知：上述传感器组可以对风力发电机的结构部件的载荷数据进行检查，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据，然后发给主控制器；
主控制器可以根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并在启动不平衡时，计算得到不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器；然后，主控制器再根据不平衡度，对当前叶片进行独立变桨动作。很显然，上述载荷数据经分析后反馈主控(即主控制器)，进行叶片桨叶调整。调整后再利用该系统进行反复监测以及调整验证，该过程反复进行后，可以较好的调整叶片平衡度。
综上，本发明实施例提供一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法，可利用结构载荷对于叶片的气动平衡进行监测，同时还可以根据监测结构判断得到不平衡度，最后利用不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。该风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统，避免了对叶片载荷进行直接监测测量(避免了叶片载荷的数据不准确性)，监测结构间接反映了叶片气动平衡情况，并计算得到了叶片不平衡度，根据不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作，上述操作过程其监测数据更客观，可有效帮助叶片进行气动平衡修正处理(即具体是通过塔筒和底架的纵梁处以及主轴处载荷监测分析叶片不平衡，并反馈指控调整动作)。
本发明实施例提供一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统，可快速诊断风电机组叶片不平衡故障，为风力发电机组的安全正常工作提供保障。同时其使用的传感器组结构简单、安装方便，很适合于现场使用。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统的主原理示意图；
图2是根据本发明实施例的风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统的一种具体原理示意图；
图3是图2的本发明实施例的风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统对风力发电机组的塔筒进行直接监测的示意图；
图4是根据本发明实施例的风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统的另一种具体原理示意图；
图5是图4的本发明实施例的风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统对风力发电机组的底架进行直接监测的示意图；
图6是根据本发明实施例的风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统的再一种具体原理示意图；
图7是图6的本发明实施例的风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统对风力发电机组的主轴进行直接监测的示意图；
图8是根据本发明实施例的监测调整方法的操作流程示意图。
附图标号：
传感器组100；塔筒扭矩应变传感器101；第一接近开关102；底架应变传感器103；第二接近开关104；主轴应变传感器105；
主控制器200；第一主控子模块201；第二主控子模块202；第三主控子模块203；
塔筒A；
叶片B；
主轴C；
底架D。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统，包括传感器组100和主控制器200；
所述传感器组100，用于实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据；
所述主控制器200，用于根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度；
所述主控制器200，还用于根据所述不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。
分析上述控制过程可知：上述传感器组可以对风力发电机的结构部件的载荷数据进行检查，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据，然后发给主控制器；
主控制器可以根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并在启动不平衡时，计算得到不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器；然后，主控制器再根据不平衡度，对当前叶片进行独立变桨动作。很显然，上述载荷数据经分析后反馈主控(即主控制器)，进行叶片桨叶调整。调整后再利用该系统进行反复监测以及调整验证，该过程反复进行后，可以较好的调整叶片平衡度。
综上，本发明实施例提供一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法，可利用结构载荷对于叶片的气动平衡进行监测，同时还可以根据监测结构判断得到不平衡度，最后利用不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。该风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统，避免了对叶片载荷进行直接监测测量(避免了叶片载荷的数据不准确性)，监测结构间接反映了叶片气动平衡情况，并计算得到了叶片不平衡度，根据不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作，上述操作过程其监测数据更客观，可有效帮助叶片进行气动平衡修正处理(即具体是通过塔筒和底架的纵梁处以及主轴处载荷监测分析叶片不平衡，并反馈指控调整动作)。
本发明实施例提供一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统，可快速诊断风电机组叶片不平衡故障，为风力发电机组的安全正常工作提供保障。同时其使用的传感器组结构简单、安装方便，很适合于现场使用。
下面对本发明实施例提供的风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统的具体技术原理进行详细说明：
如图1以及图2所示，所述传感器组100包括塔筒扭矩应变传感器101和第一接近开关102；所述主控制器200包括第一主控子模块201，具体安装位置参见图3；
所述第一接近开关102设置在穿过主轴C(即叶片中心驱动轴)的水平面上；所述第一接近开关102用于在每个叶片B转动到所述第一接近开关所在的水平面上后触发所述塔筒扭矩应变传感器101监测动作；
所述塔筒扭矩应变传感器101设置在塔筒A处，且所述塔筒扭矩应变传感器101用于在触发执行监测动作时实时检测得到当前的塔筒扭矩值；
所述第一主控子模块201，用于根据当前的塔筒扭矩值与标准塔筒扭矩值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前的塔筒扭矩值大于或是等于标准塔筒扭矩值则判定当前叶片气动不平衡，若当前的塔筒扭矩值小于标准塔筒扭矩值则判定当前叶片气动平衡；所述第一主控子模块，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器200；
所述主控制器200还用于根据所述不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。
需要说明的是，第一主控子模块获取叶片的载荷数据(即不平衡参数)。同时，第一主控子模块可以对上述载荷数据进行长期趋势分析，叶片的不平衡信息还可以反馈给主控制器，主控制器反复自检调整，使叶片平衡度达到最佳。
有关上述塔筒扭矩监测方式：上述塔筒扭矩应变传感器监测塔筒扭矩信号(即塔筒0－180°方向组全桥，同时消除弯矩影响)，并同时监测每个叶片到达水平时刻的信号；第一主控子模块通过对比塔筒扭矩，评判叶片不平衡度，进而调整。
该塔筒扭矩监测方式中，扭矩监测传感器唯一，可以避免传感器误差影响，准确度高。塔筒扭矩，理论上源自叶片气动不平衡，可以通过每个叶片转到特定水平角度时扭矩值的大小，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动不平衡。
如图1以及图4所示，所述传感器组100包括底架应变传感器103和第二接近开关104；所述主控制器200包括第二主控子模块202；具体安装位置参见图5；
所述第二接近开关104设置在穿过主轴C(即叶片中心驱动轴)的竖直平面上；所述第二接近开关104用于在每个叶片B转动到所述第二接近开关所在的竖直平面上后触发所述底架应变传感器103监测动作；
所述底架应变传感器103设置在用于支撑主轴C的底架D上，且所述底架应变传感器103用于在触发执行监测动作时实时检测得到当前底架的纵梁处X向应变弯矩值(其中X向应变就是纵梁的竖直方向的应变)；
所述第二主控子模块202，用于根据当前底架的纵梁处X向应变弯矩值与标准底架的纵梁处X向应变弯矩值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前底架的纵梁处X向应变弯矩值大于或是等于标准底架的纵梁处X向应变弯矩值则判定当前叶片气动不平衡，若当前底架的纵梁处X向应变弯矩值小于标准底架的纵梁处X向应变弯矩值则判定当前叶片气动平衡；所述第二主控子模块202，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器；
所述主控制器200还用于根据所述不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。
需要说明的是，有关上述底架载荷监测方式：监测底架纵梁X向应变(左右纵梁组全桥监测，同时应当消除MX和MZ方向的应变影响)，同时监测每个叶片转动到竖直平面时刻信号，通过对比MY载荷，评判叶片不平衡度，进而调整。
该底架载荷监测方式中，载荷监测传感器唯一(一组桥路应变装置)，可以避免传感器误差影响，准确度高。可以通过每个叶片转到特定竖直角度时弯矩值的大小，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动不平衡。
如图1以及图6所示，所述传感器组100包括三个主轴应变传感器105；所述主控制器200包括第三主控子模块203；具体安装位置参见图7；
每个所述主轴应变传感器105均设置在主轴C(即叶片中心驱动轴)的周向侧壁上，且每个所述主轴应变传感器均与一个叶片B位置相对应；每个所述主轴应变传感器105用于实时检测得到当前叶片B对应位置的主轴C的轴向应变数值；
所述第三主控子模块203，用于根据当前叶片B对应位置的主轴的轴向应变数值与标准主轴轴向应变数值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值大于或是等于标准主轴轴向应变数值则判定当前叶片气动不平衡，若当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值小于标准主轴轴向应变数值则判定当前叶片气动平衡；所述第三主控子模块203，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器；
所述主控制器200还用于根据所述不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。
需要说明的是，有关上述主轴载荷监测方式：在该主轴载荷监测方式中，该方法无需风轮方位角监测，每个应变传感器单独监测叶片，通过全过程曲线对比叶片受力一致性。但是3个应变传感器存在自身灵敏度误差及零位标定误差，对其精度要求高。
如图8所示，本发明还提供了一种监测调整方法，基于所述风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统进行风力发电机叶片气动平衡的监测和调整操作，包括如下操作步骤：
步骤S100；传感器组实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据；
步骤S200；主控制器根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度；
步骤S300；主控制器根据所述不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。
优选的，作为一种可实施方式；在步骤S100中，所述传感器组实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据，具体包括如下操作步骤：
所述第一接近开关在每个叶片转动到所述第一接近开关所在的水平面上后触发所述塔筒扭矩应变传感器监测动作；所述塔筒扭矩应变传感器在触发执行监测动作时实时检测得到当前的塔筒扭矩值；
在步骤S200中，所述主控制器根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，具体包括如下操作步骤：
所述第一主控子模块根据当前的塔筒扭矩值与标准塔筒扭矩值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前的塔筒扭矩值大于或是等于标准塔筒扭矩值则判定当前叶片气动不平衡，若当前的塔筒扭矩值小于标准塔筒扭矩值则判定当前叶片气动平衡；所述第一主控子模块，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
优选的，作为一种可实施方式；在步骤S100中，所述传感器组实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据，具体包括如下操作步骤：
所述第二接近开关在每个叶片转动到所述第二接近开关所在的竖直平面上后触发所述底架应变传感器监测动作；所述底架应变传感器在触发执行监测动作时实时检测得到当前底架的纵梁处X向应变弯矩值；
在步骤S200中，所述主控制器根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，具体包括如下操作步骤：
所述第二主控子模块根据当前底架的纵梁处X向应变弯矩值与标准底架的纵梁处X向应变弯矩值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前底架的纵梁处X向应变弯矩值大于或是等于标准底架的纵梁处X向应变弯矩值则判定当前叶片气动不平衡，若当前底架的纵梁处X向应变弯矩值小于标准底架的纵梁处X向应变弯矩值则判定当前叶片气动平衡；所述第二主控子模块在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
优选的，作为一种可实施方式；在步骤S100中，所述传感器组实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据，具体包括如下操作步骤：
每个所述主轴应变传感器实时检测得到当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值；
在步骤S200中，所述主控制器根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，具体包括如下操作步骤：
所述第三主控子模块根据当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值与标准主轴轴向应变数值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值大于或是等于标准主轴轴向应变数值则判定当前叶片气动不平衡，若当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值小于标准主轴轴向应变数值则判定当前叶片气动平衡；所述第三主控子模块在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
综上，本发明实施例提供一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法，并通过长期应变趋势监测，反馈主控，调整叶片角度，使叶片达到平衡；同时在反复叶片变桨调整后，可使平衡度达到最佳。本发明实施例提供一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统及监测调整方法，快速诊断风电机组叶片不平衡故障，为风力发电机组的安全正常工作提供保障。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统，其特征在于，包括主控制器和传感器组；
所述传感器组，用于实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据；
所述主控制器，用于根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度；
所述主控制器，还用于根据所述不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作；
所述主控制器包括第一主控子模块；所述传感器组包括塔筒扭矩应变传感器和第一接近开关；
所述第一接近开关设置在穿过主轴的水平面上；所述第一接近开关用于在每个叶片转动到所述第一接近开关所在的水平面上后触发所述塔筒扭矩应变传感器监测动作；
所述塔筒扭矩应变传感器设置在塔筒处，且所述塔筒扭矩应变传感器用于在触发执行监测动作时实时检测得到当前的塔筒扭矩值；
所述第一主控子模块，用于根据当前的塔筒扭矩值与标准塔筒扭矩值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前的塔筒扭矩值大于或是等于标准塔筒扭矩值则判定当前叶片气动不平衡，若当前的塔筒扭矩值小于标准塔筒扭矩值则判定当前叶片气动平衡；所述第一主控子模块，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统，其特征在于，
所述主控制器包括第二主控子模块；所述传感器组包括底架应变传感器和第二接近开关；
所述第二接近开关设置在穿过主轴的竖直平面上；所述第二接近开关用于在每个叶片转动到所述第二接近开关所在的竖直平面上后触发所述底架应变传感器监测动作；
所述底架应变传感器设置在用于支撑主轴的底架上，且所述底架应变传感器用于在触发执行监测动作时实时检测得到当前底架的纵梁处X向应变弯矩值；
所述第二主控子模块，用于根据当前底架的纵梁处X向应变弯矩值与标准底架的纵梁处X向应变弯矩值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前底架的纵梁处X向应变弯矩值大于或是等于标准底架的纵梁处X向应变弯矩值则判定当前叶片气动不平衡，若当前底架的纵梁处X向应变弯矩值小于标准底架的纵梁处X向应变弯矩值则判定当前叶片气动平衡；所述第二主控子模块，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统，其特征在于，
所述主控制器包括第三主控子模块；所述传感器组包括三个主轴应变传感器；
每个所述主轴应变传感器均设置在主轴的周向侧壁上，且每个所述主轴应变传感器均与一个叶片位置相对应；每个所述主轴应变传感器用于实时检测得到当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值；
所述第三主控子模块，用于根据当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值与标准主轴轴向应变数值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值大于或是等于标准主轴轴向应变数值则判定当前叶片气动不平衡，若当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值小于标准主轴轴向应变数值则判定当前叶片气动平衡；所述第三主控子模块，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
4.一种监测调整方法，其特征在于，基于如权利要求3所述的风力发电机组叶片气动平衡监测调整系统进行风力发电机叶片气动平衡的监测和调整操作，包括如下操作步骤：
传感器组实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据；
主控制器根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度；
主控制器根据所述不平衡度对当前叶片进行独立变桨动作。
5.根据权利要求4所述的监测调整方法，其特征在于，
所述传感器组实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据，具体包括如下操作步骤：
所述第一接近开关在每个叶片转动到所述第一接近开关所在的水平面上后触发所述塔筒扭矩应变传感器监测动作；所述塔筒扭矩应变传感器在触发执行监测动作时实时检测得到当前的塔筒扭矩值；
所述主控制器根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，具体包括如下操作步骤：
所述第一主控子模块根据当前的塔筒扭矩值与标准塔筒扭矩值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前的塔筒扭矩值大于或是等于标准塔筒扭矩值则判定当前叶片气动不平衡，若当前的塔筒扭矩值小于标准塔筒扭矩值则判定当前叶片气动平衡；所述第一主控子模块，还用于在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
6.根据权利要求4所述的监测调整方法，其特征在于，
所述传感器组实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据，具体包括如下操作步骤：
所述第二接近开关在每个叶片转动到所述第二接近开关所在的竖直平面上后触发所述底架应变传感器监测动作；所述底架应变传感器在触发执行监测动作时实时检测得到当前底架的纵梁处X向应变弯矩值；
所述主控制器根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，具体包括如下操作步骤：
所述第二主控子模块根据当前底架的纵梁处X向应变弯矩值与标准底架的纵梁处X向应变弯矩值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前底架的纵梁处X向应变弯矩值大于或是等于标准底架的纵梁处X向应变弯矩值则判定当前叶片气动不平衡，若当前底架的纵梁处X向应变弯矩值小于标准底架的纵梁处X向应变弯矩值则判定当前叶片气动平衡；所述第二主控子模块在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
7.根据权利要求4所述的监测调整方法，其特征在于，
所述传感器组实时监测风力发电机的结构部件的载荷数据，并在不同叶片通过在预设风轮方位角度瞬间时，检测到不同叶片处于预设风轮方位角度时的结构部件的载荷数据，具体包括如下操作步骤：
每个所述主轴应变传感器实时检测得到当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值；
所述主控制器根据结构部件的载荷数据，来判断不同叶片的气动是否平衡；并且在当前叶片气动不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，具体包括如下操作步骤：
所述第三主控子模块根据当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值与标准主轴轴向应变数值比较，判断叶片受力偏差，进而判断叶片气动是否平衡；若当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值大于或是等于标准主轴轴向应变数值则判定当前叶片气动不平衡，若当前叶片对应位置的主轴的轴向应变数值小于标准主轴轴向应变数值则判定当前叶片气动平衡；所述第三主控子模块在当前叶片不平衡时，计算得到当前叶片的不平衡度，随后将不平衡度发给主控制器。
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