CN112855457B - 失速监测系统、方法及叶片 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种失速监测系统、方法及叶片，涉及风力发电领域。该失速监测系统，应用于风力发电机组，系统包括：设置于风力发电机组的叶片的尾缘处的一个或一个以上的柔性附件；数据采集装置，用于采集柔性附件的振动数据；处理装置，用于获取振动数据，根据振动数据，确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围，若振动频率超出正常振动频率范围，判定风力发电机组发生失速。利用本申请的技术方案能够提高对失速现象判断的准确性。
Description
技术领域
本发明属于风力发电领域，尤其涉及一种失速监测系统、方法及叶片。
背景技术
风力发电机组处于正常工况下，风力发电机组的叶片的攻角很小，气流可绕过叶片保持流线状态。当叶片的攻角过大时，会出现升力系数随攻角增大而减小的现象，即为失速现象。若风力发电机组发生失速，不仅会对风力发电机组带来发电性能的损失，还会对风力发电机组及其相关部件造成损伤，从而引发机组的安全问题。
现阶段可测算来流攻角，并根据来流攻角来判定风力发电机组是否发生失速。但是由于测算攻角需要的数值易受环境因素影响，且计算准确度较低，使得对失速现象判断的准确性也较低。
发明内容
本申请实施例提供了一种失速监测系统、方法及叶片，能够提高对失速现象判断的准确性。
第一方面，本申请实施例提供一种失速监测系统，应用于风力发电机组，系统包括：设置于风力发电机组的叶片的尾缘处的一个或一个以上的柔性附件；数据采集装置，用于采集柔性附件的振动数据；处理装置，用于获取振动数据，根据振动数据，确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围，若振动频率超出正常振动频率范围，判定风力发电机组发生失速。
在一些可能的实施例中，振动数据包括柔性附件的运动数据，数据采集装置包括设置于柔性附件上的传感器；传感器用于采集柔性附件的运动数据，将柔性附件的运动数据传输至处理装置；处理装置具体用于获取柔性附件的运动数据，根据柔性附件的运动数据，计算得到柔性附件的振动频率，确定振动频率是否超出正常振动频率范围，若振动频率超出正常振动频率范围，判定风力发电机组发生失速。
在一些可能的实施例中，运动数据包括以下的一项或多项：加速度、速度、位移。
在一些可能的实施例中，振动数据包括叶片在运动过程中柔性附件的图像数据，数据采集装置包括设置于柔性附件周围的摄像装置；摄像装置用于拍摄叶片在运动过程中柔性附件的图像，将图像对应的图像数据传输至处理装置；处理装置具体用于获取图像数据，根据图像数据确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围，若振动频率超出正常振动频率范围，判定风力发电机组发生失速。
在一些可能的实施例中，处理装置具体用于确定图像数据对应的图像中柔性附件的边缘的清晰度是否低于清晰度判定阈值，若柔性附件的边缘的清晰度低于清晰度判定阈值，确定柔性附件的振动频率超出正常振动频率范围。
在一些可能的实施例中，处理装置还用于在风力发电机组发生失速持续时长超出安全时长阈值的情况下，向风力发电机组的变桨系统发送桨距角增大指令，桨距角增大指令用于指示变桨系统控制风力发电机组的桨距角增大。
在一些可能的实施例中，柔性附件的长度范围为10毫米至500毫米；柔性附件的宽度范围为5毫米至1000毫米；柔性附件的厚度范围为0.5毫米至100毫米；柔性附件的弹性模量范围为0.1万兆帕至300万兆帕。
在一些可能的实施例中，柔性附件的长度延伸方向与叶片上柔性附件所在位置对应的叶片截面的弦线的方向一致；或者，柔性附件的长度延伸方向与叶片上柔性附件所在位置对应的叶片截面的中弧线的方向一致。
在一些可能的实施例中，柔性附件的数目为多个，多个柔性附件形成锯齿状结构；柔性附件的形状为三角形、矩形或梯形。
在一些可能的实施例中，柔性附件的刚度小于易振刚度阈值。
第二方面，本申请实施例提供一种失速监测方法，应用于第一方面的技术方案中的失速监测系统中的处理装置，方法包括：获取一个或一个以上的柔性附件的振动数据，柔性附件设置于风力发电机组的叶片的尾缘处，且柔性附件的刚度小于易振刚度阈值；对于一个柔性附件，根据振动数据，确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围；若振动频率超出正常振动频率范围，判定风力发电机组发生失速。
在一些可能的实施例中，振动数据包括柔性附件的运动数据；根据振动数据，确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围，包括：根据柔性附件的运动数据，计算得到柔性附件的振动频率；确定振动频率是否超出正常振动频率范围。
在一些可能的实施例中，运动数据包括以下的一项或多项：加速度、速度、位移。
在一些可能的实施例中，振动数据包括叶片在运动过程中柔性附件的图像数据；根据振动数据，确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围，包括：根据叶片在运动过程中柔性附件的图像数据，确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围。
在一些可能的实施例中，根据叶片在运动过程中柔性附件的图像数据，确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围，包括：确定图像数据对应的图像中柔性附件的边缘的清晰度是否低于清晰度判定阈值；
若振动频率超出正常振动频率范围，判定风力发电机组发生失速，包括：若柔性附件的边缘的清晰度低于清晰度判定阈值，确定柔性附件的振动频率超出正常振动频率范围。
在一些可能的实施例中，该失速监测方法还包括：在风力发电机组发生失速持续时长超出安全时长阈值的情况下，向风力发电机组的变桨系统发送桨距角增大指令，桨距角增大指令用于指示变桨系统控制风力发电机组的桨距角增大。
第三方面，本申请实施例提供一种叶片，包括叶片主体，以及设置于叶片主体尾缘处的一个或一个以上的柔性附件，柔性附件的刚度小于易振刚度阈值。
在一些可能的实施例中，柔性附件的长度范围为10毫米至500毫米；柔性附件的宽度范围为5毫米至1000毫米；柔性附件的厚度范围为0.5毫米至100毫米；柔性附件的弹性模量范围为0.1万兆帕至300万兆帕。
在一些可能的实施例中，柔性附件的长度延伸方向与叶片主体上柔性附件所在位置对应的叶片截面的弦线的方形一致；或者，柔性附件的长度延伸方向与叶片主体上柔性附件所在位置对应的叶片截面的中弧线的方向一致。
在一些可能的实施例中，柔性附件的数目为多个，多个柔性附件形成锯齿状结构；柔性附件的形状为三角形、矩形或梯形。
在本申请实施例中，通过在风力发电机组的叶片的尾缘处设置一个或一个以上的柔性附件，采集柔性附件的振动数据，并根据柔性附件的振动数据确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围的结果，判定风力发电机组是否发生失速。采用本申请实施例中的失速检测系统，可通过柔性附件的振动数据来判定风力发电机组是否发生失速，不需要进行准确度较低的攻角计算，从而提高了对失速现象判断的准确性。
附图说明
从下面结合附图对本申请的具体实施方式的描述中可以更好地理解本申请其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1为本申请一实施例提供的一种失速检测系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的三种柔性附件的形状的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种柔性附件的位置示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种柔性附件的位置示意图；
图5为本申请一实施例提供的一种失速监测方法的流程图；
图6为本申请另一实施例提供的一种失速监测方法的流程图；
图7为本申请又一实施例提供的一种失速监测方法的流程图；
图8为本申请再一实施例提供的一种失速监测方法的流程图；
图9为本申请一实施例提供的一种叶片的横截面的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。本申请决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本申请的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本申请造成不必要的模糊。
本申请实施例提供了一种失速监测系统、方法及叶片，可应用于对风力发电机组进行失速监测的场景中。在本申请实施例中，可在风力发电机组的叶片的尾缘处设置一个或一个以上的柔性附件，采集该柔性附件的振动数据。通过采集的振动数据，确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围，若振动频率超出正常振动频率范围，可判定风力发电机组发生失速。采用本申请实施例提供的方案，不需要测算难以精确得到的攻角，根据柔性附件便于测量的表征振动频率的振动参数，来确定风力发电机组是否发生失速，从而提高了对失速现象判断的准确性。
图1为本申请一实施例提供的一种失速检测系统的结构示意图。如图1所示，该失速检测系统可包括柔性附件11、数据采集装置12和处理装置13。
其中，柔性附件11的数目可以为一个或一个以上，在此并不限定。柔性附件11设置于风力发电机组的叶片14的尾缘处。一台风力发电机组可包括多个叶片14，可在其中的一个或一个以上的叶片14的尾缘处设置柔性附件11，在此并不限定。
图2为本申请实施例提供的三种柔性附件的形状的示意图。在一些示例中，柔性附件11可通过粘接结构15与叶片14粘接。具体地，柔性附件11可通过粘接结构15与叶片14的尾缘或吸力面粘接，在此并不限定。
可选的，该柔性附件11的刚度小于易振刚度阈值。易振刚度阈值为物体受到脱落涡影响即可发生较大幅度振动的刚度的上限值。脱落涡可为叶片14背面尾端出现的涡流。比如，较大幅度振动可以是通过传感器、图像等监测设备检测到的振动，当然，也可以是直观的通过眼睛观察，如肉眼可见的振动。
在一些示例中，为了更便于监测，可将柔性附件11设置为细条状附件或线状附件，使得柔性附件11更易发生振动。柔性附件11的具体形状在此并不限定，比如，如图2所示，柔性附件11的形状可为三角形、矩形、梯形等，在此并不限定。若柔性附件11的数目为多个，则多个柔性附件11可形成锯齿状结构，比如，如图1所示，叶片14尾缘处的多个柔性附件11形成了锯齿状结构。柔性附件11的材质可为塑料、玻璃钢、铁、铝等非金属材料或金属材料，在此并不限定。
在一些示例中，柔性附件11的长度范围可为10毫米至500毫米。柔性附件11的宽度范围可为5毫米至1000毫米。柔性附件11的厚度范围可为0.5毫米至100毫米。柔性附件11的弹性模量范围可为0.1万兆帕(即0.1GPa)至300万兆帕(即300GPa)。
为了尽可能小地影响叶片14的气动性能，在一些示例中，可使柔性附件11的长度延伸方向与叶片14上柔性附件11所在位置对应的叶片14截面的弦线的方向一致。其中，叶片14截面为叶片14的横截面。一个柔性附件11与叶片14的部分尾缘接触，即一个柔性附件11所在位置与部分尾缘对应。部分尾缘对应有多个叶片14截面，即一个柔性附件11所在位置可对应多个叶片14截面。比如，图3为本申请实施例提供的一种柔性附件11的位置示意图。如图3所示，可设置柔性附件11的位置，使得柔性附件11的长度延伸方向与柔性附件11所在位置对应的多个叶片14截面中的任意一个截面的弦线的方向一致。
为了尽可能小地影响叶片14的气动性能，在另一些示例中，可使所述柔性附件11的长度延伸方向与所述叶片14上所述柔性附件11所在位置对应的叶片14截面的中弧线的方向一致。其中，叶片14截面为叶片14的横截面。同上，一个柔性附件11所在位置可对应多个叶片14截面。比如，图4为本申请实施例提供的另一种柔性附件11的位置示意图。如图4所示，可设置柔性附件11的位置，使得柔性附件11的长度延伸方向与柔性附件11所在位置对应的多个叶片14截面中的任意一个截面的中弧线的方向一致。
数据采集装置12用于采集柔性附件11的振动数据。
其中，振动数据用于表征振动频率。具体的，振动数据的类型可根据数据采集装置12的类型选定，在此并不限定。
在一些示例中，数据采集装置12可包括设置在柔性附件11上的传感器，在此并不对传感器的数目和类型进行限定。对应地，振动数据可包括柔性附件11的运动数据。柔性附件11的运动数据可表征柔性附件11的运动状态，根据柔性附件11的运动状态可得到柔性附件11的振动频率。
在另一些示例中，数据采集装置12可包括设置于柔性附件11周围的摄像装置，在此并不对摄像装置的数目和类型进行限定。对应地，振动数据可包括叶片14在运动过程中柔性附件11的图像数据，根据柔性附件11的图像数据，可得到柔性附件11的振动情况。
处理装置13用于获取振动数据，根据振动数据，确定柔性附件11的振动频率是否超出正常振动频率范围，若振动频率超出正常振动频率范围，判定风力发电机组发生失速。
正常振动频率范围为柔性附件11未收到脱落涡影响情况下的振动频率范围，具体可根据工作场景或工作需求设定，在此并不限定。比如，正常振动频率范围为[0，1Hz]。若柔性附件11的振动频率超出正常振动频率范围，判定风力发电机组发生失速。若柔性附件11的振动频率在正常振动频率范围内，判定风力发电机组未发生失速。
在风力发电机组发生失速如流动分离失速的情况下，在叶片14的吸力面后缘会产生很强的周期性脱落涡，由于柔性附件11的刚度小于易振刚度阈值，柔性附件11会随脱落涡进行有规律的与风力发电机组未发生失速相比较高频的振动，该高频振动的频率超出正常振动频率范围。比如，若柔性附件11可随脱落涡进行频率为2Hz(即赫兹)至20Hz的振动，超出了正常振动频率范围。在风力发电机组未发生失速的情况下，柔性附件11不会发生有规律的与风力发电机组未发生失速相比较高频的振动。在风力发电机组未发生失速的情况下，即使柔性附件11发生振动，也是与柔性附件11自身固有频率相关的振动。比如，柔性附件11的振动频率在1Hz以下，未超出正常振动频率范围。
在本申请实施例中，通过在风力发电机组的叶片14的尾缘处设置一个或一个以上的柔性附件11，采集柔性附件11的振动数据，并根据柔性附件11的振动数据确定柔性附件11的振动频率是否超出正常振动频率范围的结果，判定风力发电机组是否发生失速。采用本申请实施例中的失速检测系统，可通过柔性附件11的振动数据来判定风力发电机组是否发生失速，不需要进行准确度较低的攻角计算，从而提高了对失速现象判断的准确性。而且，与通过复杂的攻角计算判定是否发生失速现象的方案相比，根据柔性附件11的振动数据判定风力发电机组是否发生失速的方法也更加简单和准确，也提高了对失速现象判断的简捷性。
在本申请一些实施例中，上述振动数据可包括柔性附件11的运动数据。上述数据采集装置12可包括设置于柔性附件11上的传感器。
传感器用于采集柔性附件11的运动数据，将柔性附件11的运动数据传输至处理装置13。在另一些示例中，传感器也可设置于叶片14的尾缘处。设置在叶片14的尾缘处的传感器也可采集柔性附件11的运动数据。
柔性附件11的运动数据用于表征柔性附件11的运动状态。在一些示例中，运动数据可包括以下一项或多项：加速度、速度、位移等，在此并不限定。对应地，传感器具体可为加速度传感器、速度传感器、位移传感器等中的一项或多项，在此并不限定。
处理装置13具体用于获取柔性附件11的运动数据，根据柔性附件11的运动数据，计算得到柔性附件11的振动频率，确定振动频率是否超出正常振动频率范围，若振动频率超出正常振动频率范围，判定风力发电机组发生失速。
处理装置13可根据柔性附件11的运动状态，计算得到柔性附件11的振动频率。从而根据柔性附件11的振动频率和正常振动频率范围的对比结果，判定风力发电机组是否发生失速。在一些示例中，处理装置13可设置于叶片14尾缘处的壳体内，从而便于接收传感器传输来的运动数据。在另一些示例中，处理装置13还可设置在机舱等位置，处理装置13与传感器之间的线路可在叶片14内部布置。
通过柔性附件11的运动数据，可通过很简单的计算，即可得到柔性附件11的振动频率，从而通过柔性附件11的振动频率判断风力发电机组是否发生失速，使得判断失速现象的过程更加简捷、有效。
在本申请的另一些实施例中，上述振动数据可包括叶片14在运动过程中柔性附件11的图像数据。上述数据采集装置12可包括设置于柔性附件11周围的摄像装置。
摄像装置用于拍摄叶片14在运动过程中柔性附件11的图像，将图像对应的图像数据传输至处理装置13。
设置的摄像装置的数目在此并不限定。摄像装置可设置在叶片14、机舱或塔筒等位置，以对柔性附件11进行拍摄。
处理装置13具体用于获取图像数据，根据图像数据确定柔性附件11的振动频率是否超出正常振动频率范围，若振动频率超出正常振动频率范围，判定风力发电机组发生失速。
在一些示例中，处理装置13具体可通过图像数据对应的图像中柔性附件11的边缘的清晰度是否低于清晰度判定阈值的对比，确定柔性附件11的振动频率超出正常振动频率范围。即确定图像数据对应的图像中柔性附件11的边缘的清晰度是否低于清晰度判定阈值，若柔性附件11的边缘的清晰度低于清晰度判定阈值，确定柔性附件11的振动频率超出正常振动频率范围；若柔性附件11的边缘的清晰度高于等于清晰度判定阈值，确定柔性附件11的振动频率在正常振动频率范围内。
其中，清晰度判定阈值为用于判断柔性附件11边缘是否清晰的清晰度的门限值，具体可根据工作场景和工作需求设定，在此并不限定。若图像中柔性附件11的边缘的清晰度低于清晰度判断阈值，表示图像中柔性附件11由于振动频率超出正常振动频率范围导致图像中该柔性附件11的边缘并不清晰；若图像中柔性附件11的边缘的清晰度高于等于清晰度判断阈值，表示图像中柔性附件11由于振动频率在正常振动频率范围内使得图像中该柔性附件11的边缘清晰。
通过拍摄柔性附件11得到的图像中柔性附件11的边缘的清晰度，确定柔性附件11的振动频率是否超出正常振动频率范围，从而判断风力发电机组是否发生失速，使得判断失速现象的过程更加简捷、直观、有效。
在本发明再一些实施例中，上述处理装置13还可用于在风力发电机组发生失速持续时长超出安全时长阈值的情况下，向风力发电机组的变桨系统发送桨距角增大指令。
其中，若风力发电机组发生失速的持续时长超出安全时长阈值，表示需要采取措施以缓解或消除失速。安全时长阈值可根据工作场景和工作需求设定，在此并不限定。比如，安全时长阈值的范围可为10秒至600秒。
桨距角增大指令用于指示变桨系统控制风力发电机组的桨距角增大。变桨系统控制风力发电机组的桨距角增大后，可有效缓解或消除风力发电机组的失速现象。采用本申请实施例中失速检测系统，也可避免根据采用攻角计算方式判定风力发电机组是否发生失速及采取相应措施导致的失速调节失败或风力发电机组发电量产生损失的问题，从而取得缓解或消除失速以及保证风力发电机组发电量的平衡。
在一些实施例中，本申请中的失速监测方法也可应用于风力发电机组在过渡段增加叶轮转矩的场景中。在过渡段，风力发电机组会通过减小桨距角的控制策略来增加叶轮转矩，在这种情况下，可利用本申请中的失速监测方法来判断是否过多地减小了桨距角导致风力发电机组发生失速。
图5为本申请一实施例提供的一种失速监测方法的流程图。该失速监测方法可应用于上述实施例中的失速检测系统。如图5所示，该失速监测方法可包括步骤S201至步骤S203。
在步骤S201中，获取一个或一个以上的柔性附件的振动数据。
其中，所述柔性附件设置于风力发电机组的叶片的尾缘处，且所述柔性附件的刚度小于易振刚度阈值。
在步骤S202中，对于一个柔性附件，根据振动数据，确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围。
在步骤S203中，若振动频率超出正常振动频率范围，判定风力发电机组发生失速。
在本申请实施例中，通过在风力发电机组的叶片的尾缘处设置一个或一个以上的柔性附件，采集柔性附件的振动数据，并根据柔性附件的振动数据确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围的结果，判定风力发电机组是否发生失速。采用本申请实施例中的失速检测系统，可通过柔性附件的振动数据来判定风力发电机组是否发生失速，不需要进行准确度较低的攻角计算，从而提高了对失速现象判断的准确性。而且，与通过复杂的攻角计算判定是否发生失速现象的方案相比，根据柔性附件的振动数据判定风力发电机组是否发生失速的方法也更加简单和准确，也提高了对失速现象判断的简捷性。
图6为本申请另一实施例提供的一种失速监测方法的流程图。其中，振动数据包括柔性附件的运动数据。对应地，图6与图5的不同之处在于，步骤S202可具体细化为图6中的步骤S2021和步骤S2022。
在步骤S2021中，根据柔性附件的运动数据，计算得到柔性附件的振动频率。
在步骤S2022中，确定振动频率是否超出正常振动频率范围。
图7为本申请又一实施例提供的一种失速监测方法的流程图。其中，振动数据包括叶片在运动过程中柔性附件的图像数据。则可根据叶片在运动过程中柔性附件的图像数据，确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围，以实现根据振动数据，确定柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围的步骤。对应地，图7与图5的不同之处在于，步骤S202可具体细化为图7中的步骤S2023，步骤S203可细化为图7中的步骤S2031。
在步骤S2023中，确定图像数据对应的图像中柔性附件的边缘的清晰度是否低于清晰度判定阈值。
在步骤S2031中，若柔性附件的边缘的清晰度低于清晰度判定阈值，确定柔性附件的振动频率超出正常振动频率范围。
图8为本申请再一实施例提供的一种失速监测方法的流程图。图8与图5的不同之处在于，图8所示的失速监测方法还可包括步骤S204。
在步骤S204中，在风力发电机组发生失速持续时长超出安全时长阈值的情况下，向风力发电机组的变桨系统发送桨距角增大指令。
其中，桨距角增大指令用于指示变桨系统控制风力发电机组的桨距角增大。
需要说明的是，上述实施例中失速监控方法的相关内容可参见上述实施例中失速监控系统的相关说明，在此不再赘述。
图9为本申请一实施例提供的一种叶片的横截面的结构示意图。如图9所示，该叶片包括叶片主体31，以及设置于叶片主体尾缘处的一个或一个以上的柔性附件32。其中，柔性附件32的刚度小于易振刚度阈值。
在一些示例中，柔性附件32的数目为多个，多个柔性附件32形成锯齿状结构。柔性附件32的形状为三角形、矩形或梯形等形状，在此并不限定。
在一些示例中，柔性附件32的长度范围为10毫米至500毫米。柔性附件32的宽度范围为5毫米至1000毫米。柔性附件32的厚度范围为0.5毫米至100毫米。柔性附件32的弹性模量范围为0.1万兆帕至300万兆帕。
在一些示例中，柔性附件32的长度延伸方向与叶片主体31上柔性附件32所在位置对应的叶片截面的弦线的方形一致。
在另一些示例中，柔性附件32的长度延伸方向与叶片主体31上柔性附件32所在位置对应的叶片截面的中弧线的方向一致。
需要说明的是，本申请实施例中叶片的相关内容可参见上述实施例中叶片和柔性附件的相关说明，在此不再赘述。
需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于方法实施例和叶片实施例而言，相关之处可以参见方法实施例的说明部分。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。本领域的技术人员可以在领会本发明的精神之后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在运输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或运输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；不定冠词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。权利要求中出现的多个部分的功能可以由一个单独的硬件或软件模块来实现。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。
Claims (19)
1.一种失速监测系统，其特征在于，应用于风力发电机组，所述系统包括：
设置于所述风力发电机组的叶片的尾缘处的一个或一个以上的柔性附件，所述柔性附件的刚度小于易振刚度阈值，所述易振刚度阈值为物体受到脱落涡影响即可发生较大幅度振动的刚度的上限值；
数据采集装置，用于采集所述柔性附件的振动数据；
处理装置，用于获取所述振动数据，根据所述振动数据，确定所述柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围，若所述振动频率超出所述正常振动频率范围，判定所述风力发电机组发生失速。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述振动数据包括所述柔性附件的运动数据，所述数据采集装置包括设置于所述柔性附件上的传感器；
所述传感器用于采集所述柔性附件的运动数据，将所述柔性附件的运动数据传输至所述处理装置；
所述处理装置具体用于获取所述柔性附件的运动数据，根据所述柔性附件的运动数据，计算得到所述柔性附件的振动频率，确定所述振动频率是否超出所述正常振动频率范围，若所述振动频率超出所述正常振动频率范围，判定所述风力发电机组发生失速。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述运动数据包括以下的一项或多项：
加速度、速度、位移。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述振动数据包括所述叶片在运动过程中所述柔性附件的图像数据，所述数据采集装置包括设置于所述柔性附件周围的摄像装置；
所述摄像装置用于拍摄所述叶片在运动过程中所述柔性附件的图像，将所述图像对应的所述图像数据传输至处理装置；
所述处理装置具体用于获取所述图像数据，根据图像数据确定所述柔性附件的振动频率是否超出所述正常振动频率范围，若所述振动频率超出所述正常振动频率范围，判定所述风力发电机组发生失速。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述处理装置具体用于确定所述图像数据对应的图像中所述柔性附件的边缘的清晰度是否低于清晰度判定阈值，若所述柔性附件的边缘的清晰度低于所述清晰度判定阈值，确定所述柔性附件的振动频率超出所述正常振动频率范围。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述处理装置还用于在所述风力发电机组发生失速持续时长超出安全时长阈值的情况下，向所述风力发电机组的变桨系统发送桨距角增大指令，所述桨距角增大指令用于指示所述变桨系统控制所述风力发电机组的桨距角增大。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述柔性附件的长度范围为10毫米至500毫米；所述柔性附件的宽度范围为5毫米至1000毫米；所述柔性附件的厚度范围为0.5毫米至100毫米；所述柔性附件的弹性模量范围为0.1万兆帕至300万兆帕。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述柔性附件的长度延伸方向与所述叶片上所述柔性附件所在位置对应的叶片截面的弦线的方向一致；
或者，所述柔性附件的长度延伸方向与所述叶片上所述柔性附件所在位置对应的叶片截面的中弧线的方向一致。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述柔性附件的数目为多个，多个所述柔性附件形成锯齿状结构；
所述柔性附件的形状为三角形、矩形或梯形。
10.一种失速监测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9中任意一项所述的失速监测系统中的所述处理装置，所述方法包括：
获取一个或一个以上的柔性附件的振动数据，所述柔性附件设置于风力发电机组的叶片的尾缘处，且所述柔性附件的刚度小于易振刚度阈值，所述易振刚度阈值为物体受到脱落涡影响即可发生较大幅度振动的刚度的上限值；
对于一个所述柔性附件，根据所述振动数据，确定所述柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围；
若所述振动频率超出所述正常振动频率范围，判定所述风力发电机组发生失速。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述振动数据包括所述柔性附件的运动数据；
所述根据所述振动数据，确定所述柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围，包括：
根据所述柔性附件的运动数据，计算得到所述柔性附件的振动频率；
确定所述振动频率是否超出所述正常振动频率范围。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述运动数据包括以下的一项或多项：
加速度、速度、位移。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述振动数据包括所述叶片在运动过程中所述柔性附件的图像数据；
所述根据所述振动数据，确定所述柔性附件的振动频率是否超出正常振动频率范围，包括：
根据所述叶片在运动过程中所述柔性附件的图像数据，确定所述柔性附件的振动频率是否超出所述正常振动频率范围。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述叶片在运动过程中所述柔性附件的图像数据，确定所述柔性附件的振动频率是否超出所述正常振动频率范围，包括：
确定所述图像数据对应的图像中所述柔性附件的边缘的清晰度是否低于清晰度判定阈值；
所述若所述振动频率超出所述正常振动频率范围，判定所述风力发电机组发生失速，包括：
若所述柔性附件的边缘的清晰度低于所述清晰度判定阈值，确定所述柔性附件的振动频率超出所述正常振动频率范围。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述风力发电机组发生失速持续时长超出安全时长阈值的情况下，向所述风力发电机组的变桨系统发送桨距角增大指令，所述桨距角增大指令用于指示所述变桨系统控制所述风力发电机组的桨距角增大。
16.一种叶片，其特征在于，包括叶片主体，以及设置于所述叶片主体尾缘处的一个或一个以上的柔性附件，所述柔性附件的刚度小于易振刚度阈值，所述易振刚度阈值为物体受到脱落涡影响即可发生较大幅度振动的刚度的上限值，
所述柔性附件提供振动数据，在根据所述振动数据确定的振动频率超出正常振动频率范围的情况下，判定所述叶片所在的风力发电机组发生失速。
17.根据权利要求16所述的叶片，其特征在于，所述柔性附件的长度范围为10毫米至500毫米；所述柔性附件的宽度范围为5毫米至1000毫米；所述柔性附件的厚度范围为0.5毫米至100毫米；所述柔性附件的弹性模量范围为0.1万兆帕至300万兆帕。
18.根据权利要求16所述的叶片，其特征在于，所述柔性附件的长度延伸方向与所述叶片主体上所述柔性附件所在位置对应的叶片截面的弦线的方形一致；
或者，所述柔性附件的长度延伸方向与所述叶片主体上所述柔性附件所在位置对应的叶片截面的中弧线的方向一致。
19.根据权利要求16所述的叶片，其特征在于，所述柔性附件的数目为多个，多个所述柔性附件形成锯齿状结构；
所述柔性附件的形状为三角形、矩形或梯形。
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