CN112922781A - 风力发电机及其叶片质量分布控制系统、方法及设备 - Google Patents
风力发电机及其叶片质量分布控制系统、方法及设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112922781A CN112922781A CN202110122882.9A CN202110122882A CN112922781A CN 112922781 A CN112922781 A CN 112922781A CN 202110122882 A CN202110122882 A CN 202110122882A CN 112922781 A CN112922781 A CN 112922781A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- information
- acceleration
- counterweight
- control unit
- 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.)
- Granted
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 168
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 14
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/0296—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor to prevent, counteract or reduce noise emissions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/04—Automatic control; Regulation
- F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种风力发电机及其叶片质量分布控制系统、方法及设备,所述风力发电机叶片质量分布控制系统包括:至少一个设置在所述叶片上的配重单元、至少一个设置在所述叶片上的力传感器,以及主控单元,且所述主控单元分别与所述力传感器和配重单元通信连接,所述主控单元用于:获取所述力传感器采集的载荷信息;根据所述载荷信息判断所述叶片是否发生振动变形;在所述叶片发生振动变形时,控制所述配重单元沿着所述叶片的弦长方向移动,以调整所述叶片的重心位置。该风力发电机叶片质量分布控制系统可以提高叶片运行的稳定性和发电质量。
Description
技术领域
本发明涉及风电发电机领域,尤其涉及一种风力发电机及其叶片质量分布控制系统、方法及设备。
背景技术
风力发电机组是将风的动能转化为电能的系统,通过叶片的转动实现风能、动能和电能的转化。为了保证风力发电机组运行时的力矩平衡,同一风力发电机组的各个叶片的几何形状、尺寸、重量和重心等参数应当尽量一致。但是,由于现有的生产工艺,各个叶片的重量和静力矩在初始阶段很难达到平衡,因此需要对其中静力矩较小的叶片进行配重。
现有技术中,对于叶片的配重一般是在叶尖、重心或叶根位置处配置一个或多个固定位置的配重盒,但是由于受到外力,如风力的作用,叶片会发生振动或者变形。叶片振动或变形会导致叶片运行状态不稳定,影响发电质量;在极限条件下,叶片可能会发生共振或颤振,严重的情况下可能会导致叶片乃至机组的损伤。
发明内容
本发明实施例提供一种风力发电机及其叶片质量分布控制系统、方法及设备,以提高叶片运行的稳定性,提高发电质量。
本发明实施例提供一种风力发电机叶片质量分布控制系统,所述系统包括:至少一个设置在所述叶片上的配重单元、至少一个设置在所述叶片上的力传感器,以及主控单元,且所述主控单元分别与所述力传感器和配重单元通信连接,所述主控单元用于:
获取所述力传感器采集的载荷信息;
根据所述载荷信息判断所述叶片是否发生振动变形;
在所述叶片发生振动变形时,控制所述配重单元沿着所述叶片的弦长方向移动,以调整所述叶片的重心位置。
优选地,所述配重单元设置在所述叶片的叶中处;所述主控单元具体用于:
在所述叶片发生振动变形时,控制叶中处的所述配重单元沿着叶片的弦长方向移动。
优选地,所述配重单元包括配重物和致动器,且所述主控单元与所述致动器通信连接,所述致动器与所述配重物机械连接;所述主控单元具体用于:
在所述叶片发生振动变形时,输出第一控制信号,所述第一控制信号作用于所述致动器,以使所述致动器调整叶中处的所述配重物沿着叶片的弦长方向移动。
优选地,所述主控单元具体用于:
对所述载荷信息进行频域分析,得到所述叶片的振动变形信息;
判断所述振动变形信息是否大于预设振动信息;
若所述振动变形信息大于预设振动信息,则确定所述叶片发生振动变形。
优选地,所述系统还包括:至少一个设置在所述叶片上的加速度传感器,所述主控单元与所述加速度传感器通信连接,所述主控单元还用于:
获取所述加速度传感器采集的加速度信息;
判断所述加速度信息与预设加速度信息之间的大小关系;
根据判断结果控制所述配重单元进行位置调整,以调整所述叶片的重心位置。
优选地,所述配重单元分别设置在所述叶片的叶尖处和叶中处,所述预设加速度信息包括第一预设加速度信息和第二预设加速度信息,且所述第一预设加速度信息大于所述第二预设加速度信息,所述主控单元具体用于:
在所述加速度信息大于所述第一预设加速度信息时,控制叶尖处的所述配重单元往叶尖方向移动;
在所述加速度信息小于所述第二预设加速度信息时,控制叶中处的所述配重单元往叶根方向移动。
优选地,所述主控单元具体用于:
在所述加速度信息大于所述第一预设加速度信息时,所述控制单元发出第一控制信号,所述第一控制信号作用于所述致动器,以使所述致动器调整叶尖处的所述配重物往叶尖方向移动;
在所述加速度信息小于所述第二预设加速度信息时,所述控制单元发出第二控制信号,所述第二控制信号作用于所述致动器,以使所述致动器调整叶中处的所述配重物往叶根方向移动。
优选地,所述加速度信息为预设时间段内所述加速度传感器采集的时序加速度信息;所述第一预设加速度信息为第一预设加速度频率信息,所述第二预设加速度信息为第二预设加速度频率信息;所述主控单元具体用于:
判断所述加速度时序信息的频率是否大于所述第一预设加速度频率信息,以及判断所述加速度时序信息的频率是否小于所述第二预设加速度频率信息;
若所述加速度时序信息的频率大于所述第一预设加速度频率信息,则所述加速度信息大于所述预设加速度信息;
若所述加速度时序信息的频率小于所述第二预设加速度频率信息,则所述加速度信息小于或等于所述预设加速度信息。
优选地,所述主控单元还用于:
根据所述加速度信息和/或载荷信息与叶片的重心位置的调整关系,确定配重单元的移动量。
本发明实施例提供一种风力发电机叶片质量分布控制方法,应用在风力发电机的叶片中,所述风力发电机上设置有主控单元,所述叶片上设置有加速度传感器和多个配重单元,且所述主控单元分别与所述加速度传感器、所述力传感器和所述配重单元连接,所述方法包括:
获取所述加速度传感器采集的加速度信息,;
判断所述加速度信息与预设加速度信息之间的大小关系;
根据判断结果控制所述配重单元进行位置调整,以调整所述叶片的重心。
优选地,所述叶片上设置有力传感器,所述方法还包括:
获取所述力传感器采集的载荷信息;
根据所述载荷信息判断所述叶片是否发生振动变形;
在所述叶片发生振动变形时,控制所述配重单元沿着所述叶片的弦长方向移动。
本发明实施例提供一种风力发电机,包括上述风力发电机叶片质量分布控制系统所述叶片、配重单元和传感器,以及主机和上述风力发电机叶片质量分布控制系统的主控单元。
本发明实施例提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有风力发电机叶片质量分布控制方法的程序,所述处理器用于执行所述风力发电机叶片质量分布控制的程序时实现上述风力发电机叶片质量分布控制方法的步骤。
本发明实施例提供一种介质,所述介质为计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述风力发电机叶片质量分布控制方法的步骤。
上述风力发电机及其叶片质量分布控制系统、方法及设备,通过获取载荷信息,并根据载荷信息判断出叶片发生振动变形时,控制配重单元沿着叶片的弦长方向移动,改变了叶片内部的质量分布,通过沿着叶片弦长方向的移动,能够调整叶片的重心位置,从而有效调整叶片运行的稳定性,提高风力发电机的发电质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是风力发电机叶片质量分布控制系统的原理框图;
图2是本发明一实施例中风力发电机叶片的结构示意图;
图3是本发明另一实施例中风力发电机叶片的原理框图;
图4是本发明一实施例中风力发电机叶片质量分布控制方法流程示意图。
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作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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、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。
本发明实施例提供的风力发电机叶片质量分布控制系统,可应用在风力发电机的叶片上,以调整风力发电机的叶片的重心,图1和图2是风力发电机叶片质量分布控制系统的原理框图,如图1和图2所示,风力发电机上设置了主控单元20,叶片上设置了多个配重单元10、力传感器30,且主控单元20分别与力传感器30和配重单元10通信连接,以进行控制信号的传输。
配重单元10可以设置在叶片的叶尖处、叶片的中部和/或叶根处;配重单元可以包括配重物11和致动器12,且主控单元20与所述致动器12通信连接,所述致动器12与所述配重物11机械连接,通过主控单元发出控制信号给致动器,可以控制致动器运动,通过致动器的运动,带动配重物发生位置移动。当然,叶片上还具备有滑轨13,以便配重物11在滑轨13上移动。示例性地,配重物也可以是液体、颗粒体或固液混合体等,其致动装置和致动形式可为阀结构或常用的技术。
力传感器30也可以设置在叶片的叶尖、叶中和/或叶根等,需要说明的是,力传感器30可以设置多个,且其位置可根据具体情况设置,本实施例对此不做限制;主控单元20可以是设置在叶片内的数据采集装置,也可以是风力发电机的机组控制装置,当然还可以是设置在其他位置的其他具备控制功能的装置,这里不做具体限定。另外,这里所说的通信连接是指各个单元或者器件之间进行通信,通信连接可以是有线通信连接,也可以是无线通信连接,当然还可以是其他的通信连接方式。具体地,该主控单元20用于执行以下步骤:
S101:获力传感器30采集的载荷信息。载荷信息是指通过力传感器30采集到的受力信息,载荷信息可以一段时序信息。上述力传感器可以是基于电阻应变计的力传感器30。
S102:根据载荷信息判断叶片是否发生振动变形。该步骤可以根据载荷信息与预设的载荷信息之间的对比来判断叶片是否发生振动变形。
S103:在叶片发生振动变形时,控制配重单元10沿着叶片的弦长方向移动。
其中,弦长方向是指叶片的横截面方向。配重单元10移动量可以预先通过仿真得到。本实施例的配重单元优选设置在叶片的中部,也就是叶片的中间部位,在该优选的实施方式下,在确定出叶片发生振动变形后,主控单元通过控制叶中处的所述配重单元沿着叶片的弦长方向移动,从而调整叶片截面的质心向前缘或者后缘移动,以增加截面变形,降低载荷。
在一个配重单元10包括致动器12和配重物11的具体实施方式中,控制配重单元10沿着叶片的弦长方向移动,可以是通过主控单元输出第一控制信号给致动器12,以控制致动器12发生运动,从而带动配重物11发生运动。示例性地,在叶片刚好转动至垂直水平面的位置时,叶片发生振动变形,则可以通过控制致动器12来带动配重物11左右移动。配重单元10的具体调整量可以预先通过仿真确定。
上述步骤S101-S103通过获取载荷信息,并根据载荷信息判断出叶片发生振动变形时,控制配重单元10沿着叶片的弦长方向移动,改变了叶片内部的质量分布,通过沿着叶片弦长方向的移动,能够调整叶片的重心位置,从而有效调整叶片运行的稳定性,以避免变形量过大对叶片和发电质量造成影响。
具体地,主控单元20可以通过执行以下步骤判断叶片是否发生振动变形:
S201:对载荷信息进行频域分析,得到叶片的振动变形信息。
S202:判断振动变形信息是否大于预设振动信息。
S203:若振动变形信息是否大于预设振动信息,则确定叶片发生振动变形。
该步骤S201-S203中,通过对载荷信息进行频域分析,将原本处于时序维度上的载荷信息转化为频域维度上的振动变形信息,然后再与预设的振动信息进行比较,确定振动变形信息是否大于预设振动信息,若所述振动变形信息大于预设振动信息,则表明叶片发生振动变形。需要说明的是,由于振动变形信息是一段频域信息,那么,相应地预设振动信息也应该是一段频域信息,这样才能在同一维度上进行比较和判断。另外,可以通过判断振动变形信息与预设振动信息之间的幅值和/或频率之间的差值是否大于预设值来确定叶片是否发生振动变形。可以理解地,这里所说的确定叶片发生振动变形,实际上是指叶片振动变形超过一定的承受幅度,只要叶片受到风力的作用,都会发生振动变形,只不过在变形量太小的情况下,可以视为未发生变形。
另外,在一些情况下,叶片的变形量过大也会损坏风力发电机的叶片,或者对发电质量造成影响,因此,如图3所示,本发明实施例所提出的风力发电机叶片质量分布控制系统通过在叶片上设置加速度传感器40来检测叶片的变形量,其中,加速度传感器至少设置一个,可以设置在叶片的叶尖、叶中和/或叶根处;具体地,该主控单元20用于执行以下步骤:
S301:获取加速度传感器40采集的加速度信息。
其中,该加速度信息表征了叶片的运动状态。当叶片处于运动状态时,由于环境的风场作用,使得叶片往某一方向产生形变,此时,加速度传感器40便能采集到叶片产生形变时叶片的加速度。需要说明的是,加速度传感器采集到的加速度信息越大,表明叶片的形变量越大;另外,随着叶片长度逐渐增加,叶片柔性相对增加,叶片的形变量最大的地方通常为叶片的叶尖处,因此,优选地,加速度传感器40可以设置在叶片的叶尖处,以便采集到叶片形变最大时的加速度信息。当然,加速度传感器40也可以设置在叶根处,或者叶片的中部,这里加速传感器的位置不受限制。
S302:判断加速度信息与预设加速度信息之间的大小关系。
该步骤通过判断加速度信息与预设加速度信息之间的大小关系确定叶片是否承受了外力的作用而产生运动超限的情况,其中,运动超限是指叶片受到风力、其他外力或内力的作用产生一定程度的运动,并且运动超出了叶片的承受能力。需要说明的是,运动超限不一定会造成叶片的损伤,还有可能造成风力发电机的发电质量过低。判断叶片是否运动超限可以通过比较叶片的运动状态信息与预设运动状态信息之间的差异来确定。
S303:根据判断结果控制配重单元10进行位置调整,以调整叶片的质量分布。
在上述步骤S302-S303中,可以通过比较加速度信息是否大于预设加速度信息来确定配重单元10应该往哪个方向进行调整,以及调整量是多少,从而实现对风电发电机的重心调整。
上述实施例通过获取加速度信息,并判断加速度信息与预设加速度信息之间的大小关系确定叶片是否承受了外力的作用而产生形变量超限的情况,然后根据判断结果控制配重单元10进行位置调整,从而改变风力发电机的叶片的质量分布,避免了叶片的形变量超限对叶片和风力发电机发发电质量产生影响,使得叶片各个部分的质量发生变化,从而调整叶片的重心使得叶片能够稳定地运行,从而提高风力发电机的发电质量。
由上述描述可知,配重单元10具有多个,这些配重单元10设置在叶片的叶尖处、叶片的中部和/或叶根处,主控单元20可以控制不同位置的配重单元10进行位置移动来实现重心调整。具体地,所述预设加速度信息包括第一预设加速度信息和第二预设加速度信息,且所述第一预设加速度信息大于所述第二预设加速度信息,所述主控单元20具体用于:
S401:在所述加速度信息大于所述第一预设加速度信息时,控制叶尖处的所述配重单元10往叶尖方向移动。
加速度信息大于第一预设加速度信息,证明叶片受到较大的外力作用,导致叶片发生运动,且运动的幅度多大,可能会损坏叶片或者导致发电质量过低,此时可以通过将叶尖处的配重单元10往叶尖方向调整,以加大叶尖的重力,抵抗外力的作用。其中,第一预设加速度信息的大小可以根据实际需求设置。
S402:在所述加速度信息小于所述第二预设加速度信息时,控制叶根出的所述配重单元10往叶根方向移动。
加速度信息小于第二预设加速度信息时,叶片的振幅可能过低,会影响风力发电机的发电质量,因此,可以将叶根处的配重单元10往叶根方向移动,以提高叶片的振幅,从而提高风力发电机的发电质量。
如图2所示的应用环境中,主控单元20可以通过以下方式实现:
S501:在加速度信息大于所述第一预设加速度信息时,控制单元发出第一控制信号,第一控制信号作用于致动器12,以使致动器12调整叶尖处的配重物11往叶尖方向移动。
S502:在加速度信息小于第二预设加速度信息时,控制单元发出第二控制信号,第二控制信号作用于所述致动器12,以使致动器12调整叶跟处的配重物11往叶根方向移动。
可以理解地,在本发明实施例中,由于风力的作用,叶片有可能会发生抖动或变形,正如背景技术所言,在极限条件下,叶片可能会发生共振或颤振,为了避免抖动、变形或共振等因素的影响,本实施例提出了一种优选的实施方式:通过获取某段时间内采集到的加速度的时序信息,也即预设时间段内,加速度传感器40采集的加速度时序信息。在该优选实施方式中,由于加速度信息可以是一段时序信息,那么对应地,第一预设加速度信息和第二预设加速度信息也可以是一段时序信息,也就是说,第一预设加速度信息为第一预设加速度频率信息,第二预设加速度信息为第二预设加速度频率信息。通过对比加速度时序信息与第一预设加速度频率信息和第二预设加速度频率信息的频率是否一致,以实现加速度信息与预设加速度信息的大小关系判断。具体地:
S601:判断所述加速度时序信息的频率是否大于所述第一预设加速度频率信息,以及判断所述加速度时序信息的频率是否小于所述第一预设加速度频率信息;
S602:若所述加速度时序信息的频率大于所述第一预设加速度频率信息,则所述加速度信息大于所述预设加速度信息,控制叶尖处的所述配重单元10往叶尖方向移动。
S603:若所述加速度时序信息的频率小于所述第二预设加速度频率信息,则所述加速度信息小于或等于所述预设加速度信息,控制叶根出的所述配重单元10往叶根方向移动。
上述步骤S601-S603中,加速度时序信息的频率表征了叶片的运动频率。在本实施例中,叶片抖动或变形过大过小都有可能对叶片造成损坏,或者影响发电质量,因此可以通过加速度时序信息的频率与第一预设加速度频率信息和第二预设加速度频率信息之间的比较确定调整哪一个配重单元10,通过调整配重单元10的位置来调整叶片的质量分布,避免叶片抖动或变形对叶片造成损坏或影响发电质量。
另外,在上述各个步骤中,可通过预先建立加速度信息与叶片重心位置之间的关系模型,通过仿真实验获得加速度信息和/或载荷信息与叶片重心位置的调整关系,从而可确定配重单元在不同状态下的移动量。
本发明还提出一种风力发电机叶片质量分布控制方法,该方法可以应用在风力发电机中,该风力发电机上设置有主控单元20,所述叶片上设置有加速度传感器40、力传感器30和多个配重单元10,且所述主控单元20分别与所述加速度传感器40、所述力传感器30和所述配重单元10连接,该重心调整方法主要由主控单元20执行,如图4所示,该方法包括以下步骤:
S10:获取加速度传感器40采集的加速度信息,以及获取力传感器30采集的载荷信息;
S20:根据载荷信息判断叶片是否发生振动变形;
S30:在所述叶片发生振动变形时,控制所述配重单元10沿着所述叶片的弦长方向移动;
S40:判断加速度信息与预设加速度信息之间的大小关系;
S50:根据判断结果控制配重单元10进行位置调整,以调整叶片的重心。
上述步骤S10-S50的详细说明参照风力发电机叶片质量分布控制系统对应部分的描述,这里不再赘述。应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。另外,上述风力发电机叶片质量分布控制方法的步骤的说明可参照风力发电机叶片质量分布控制系统的相应说明,这里不在赘述。
本发明实施例还提出了一种风力发电机,该风力发电机包括叶片、配重单元、传感器、主控单元以及主机,该风力发电机的叶片、配重单元、传感器和主控单元的限定参照上述风力发电机叶片质量分布控制系统描述,这里不再一一赘述。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述风力发电机叶片质量分布控制方法的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述风力发电机叶片质量分布控制方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种风力发电机叶片质量分布控制系统,其特征在于,所述系统包括:至少一个设置在所述叶片上的配重单元、至少一个设置在所述叶片上的力传感器,以及主控单元,且所述主控单元分别与所述力传感器和配重单元通信连接,所述主控单元用于:
获取所述力传感器采集的载荷信息;
根据所述载荷信息判断所述叶片是否发生振动变形;
在所述叶片发生振动变形时,控制所述配重单元沿着所述叶片的弦长方向移动,以调整所述叶片的重心位置。
2.如权利要求1所述的风力发电机叶片质量分布控制系统,其特征在于,所述配重单元设置在所述叶片的叶中处;所述主控单元具体用于:
在所述叶片发生振动变形时,控制叶中处的所述配重单元沿着叶片的弦长方向移动。
3.如权利要求2所述的风力发电机叶片质量分布控制系统,其特征在于,所述配重单元包括配重物和致动器,且所述主控单元与所述致动器通信连接,所述致动器与所述配重物机械连接;所述主控单元具体用于:
在所述叶片发生振动变形时,输出第一控制信号,所述第一控制信号作用于所述致动器,以使所述致动器调整叶中处的所述配重物沿着叶片的弦长方向移动。
4.如权利要求1所述的风力发电机叶片质量分布控制系统,其特征在于,所述主控单元具体用于:
对所述载荷信息进行频域分析,得到所述叶片的振动变形信息;
判断所述振动变形信息是否大于预设振动信息;
若所述振动变形信息大于预设振动信息,则确定所述叶片发生振动变形。
5.如权利要求1所述的风力发电机叶片质量分布控制系统,其特征在于,所述系统还包括:至少一个设置在所述叶片上的加速度传感器,所述主控单元与所述加速度传感器通信连接,所述主控单元还用于:
获取所述加速度传感器采集的加速度信息;
判断所述加速度信息与预设加速度信息之间的大小关系;
根据判断结果控制所述配重单元进行位置调整,以调整所述叶片的重心位置。
6.如权利要求4所述的风力发电机叶片质量分布控制系统,其特征在于,所述配重单元分别设置在所述叶片的叶尖处和叶中处,所述预设加速度信息包括第一预设加速度信息和第二预设加速度信息,且所述第一预设加速度信息大于所述第二预设加速度信息,所述主控单元具体用于:
在所述加速度信息大于所述第一预设加速度信息时,控制叶尖处的所述配重单元往叶尖方向移动;
在所述加速度信息小于所述第二预设加速度信息时,控制叶中处的所述配重单元往叶根方向移动。
7.如权利要求2所述的风力发电机叶片质量分布控制系统,其特征在于,所述主控单元具体用于:
在所述加速度信息大于所述第一预设加速度信息时,所述控制单元发出第一控制信号,所述第一控制信号作用于所述致动器,以使所述致动器调整叶尖处的所述配重物往叶尖方向移动;
在所述加速度信息小于所述第二预设加速度信息时,所述控制单元发出第二控制信号,所述第二控制信号作用于所述致动器,以使所述致动器调整叶中处的所述配重物往叶根方向移动。
8.如权利要求2所述的风力发电机叶片质量分布控制系统,其特征在于,所述加速度信息为预设时间段内所述加速度传感器采集的时序加速度信息;所述第一预设加速度信息为第一预设加速度频率信息,所述第二预设加速度信息为第二预设加速度频率信息;所述主控单元具体用于:
判断所述加速度时序信息的频率是否大于所述第一预设加速度频率信息,以及判断所述加速度时序信息的频率是否小于所述第二预设加速度频率信息;
若所述加速度时序信息的频率大于所述第一预设加速度频率信息,则所述加速度信息大于所述预设加速度信息;
若所述加速度时序信息的频率小于所述第二预设加速度频率信息,则所述加速度信息小于或等于所述预设加速度信息。
9.如权利要求1-8中任一项所述的风力发电机叶片质量分布控制系统,其特征在于,所述主控单元还用于:
根据所述加速度信息和/或载荷信息与叶片的重心位置的调整关系,确定配重单元的移动量。
10.一种风力发电机叶片质量分布控制方法,应用在风力发电机的叶片中,其特征在于,所述风力发电机上设置有主控单元,所述叶片上设置有力感器和多个配重单元,且所述主控单元分别与所述力传感器、所述力传感器和所述配重单元连接,所述方法包括:
获取所述力传感器采集的载荷信息;
根据所述载荷信息判断所述叶片是否发生振动变形;
在所述叶片发生振动变形时,控制所述配重单元沿着所述叶片的弦长方向移动,以调整所述叶片的重心。
11.如权利要求10所述的风力发电机叶片质量分布控制方法,其特征在于,所述叶片上设置有加速度传感器,所述方法还包括:
获取所述加速度传感器采集的加速度信息;
判断所述加速度信息与预设加速度信息之间的大小关系;
根据判断结果控制所述配重单元进行位置调整,以调整所述叶片的重心。
12.一种风力发电机,包括权利要求1-9任意一项所述叶片、配重单元和传感器,以及主机和权利要求1-9任意一项所述的主控单元。
13.一种计算机设备,包括存储器和处理器,其特征在于,所述存储器中存储有风力发电机叶片质量分布控制方法的程序,所述处理器用于执行所述风力发电机叶片质量分布控制的程序时实现如权利要求10或11所述的风力发电机叶片质量分布控制方法的步骤。
14.一种介质,所述介质为计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求10或11所述的风力发电机叶片质量分布控制方法的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110122882.9A CN112922781B (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 风力发电机及其叶片质量分布控制系统、方法及设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110122882.9A CN112922781B (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 风力发电机及其叶片质量分布控制系统、方法及设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112922781A true CN112922781A (zh) | 2021-06-08 |
CN112922781B CN112922781B (zh) | 2023-02-17 |
Family
ID=76168303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110122882.9A Active CN112922781B (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 风力发电机及其叶片质量分布控制系统、方法及设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112922781B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113847212A (zh) * | 2021-10-29 | 2021-12-28 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种风电机组叶片固有频率监测方法 |
WO2023045767A1 (zh) * | 2021-09-26 | 2023-03-30 | 约克(无锡)空调冷冻设备有限公司 | 振动频率调节系统 |
Citations (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004011801A1 (en) * | 2002-07-31 | 2004-02-05 | Bankuti Attila | Wind turbine with blades of variable inertia |
US20090252608A1 (en) * | 2008-01-23 | 2009-10-08 | Eurocopter | System and a method for dynamically balancing a blade |
GB2459726A (en) * | 2008-03-28 | 2009-11-04 | Insensys Ltd | A method of detecting ice formation on wind turbine blades and other methods of wind turbine monitoring |
GB201009309D0 (en) * | 2010-06-03 | 2010-07-21 | Perpetuum Ltd | Wireless sensor node for wind turbine |
EP2357356A2 (de) * | 2010-02-01 | 2011-08-17 | Wölfel Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG | Rotorblatt für eine Windenergieanlage und Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen eines Rotorblatts |
US20120107116A1 (en) * | 2010-11-03 | 2012-05-03 | Obrecht John M | System and method for damping motion of a wind turbine |
WO2013113603A1 (de) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | Aktiebolaget Skf | Windkraftanlage |
CN104033334A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-09-10 | 国电联合动力技术有限公司 | 一种风力发电机组叶片减振控制方法及系统 |
KR20150110834A (ko) * | 2014-03-20 | 2015-10-05 | 두산중공업 주식회사 | 풍력터빈의 로터 밸런싱 장치 및 그 제어방법 |
CN106121907A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 三重型能源装备有限公司 | 叶片配平衡方法、叶片及风力发电机 |
CN106762465A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 叶片、风力发电机组及方法 |
CN206530439U (zh) * | 2017-03-13 | 2017-09-29 | 刘宝文 | 风力发电叶轮及使用该叶轮的风力发电机 |
CN107667221A (zh) * | 2015-04-23 | 2018-02-06 | 远景能源(江苏)有限公司 | 校正转子不平衡的方法及其风力涡轮机 |
US20180180029A1 (en) * | 2015-06-30 | 2018-06-28 | Vestas Wind Systems A/S | Blade load sensing system for a wind turbine |
CN108501407A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-07 | 中材科技(阜宁)风电叶片有限公司 | 大型风电叶片叶根预制件防变形安装方法 |
CN109563812A (zh) * | 2016-06-13 | 2019-04-02 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 沿边风力涡轮机叶片振动的减振 |
CN109578223A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-04-05 | 远景能源(江苏)有限公司 | 一种用于测试叶片的刚度的装置以及相应测试方法 |
WO2019150400A1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-08-08 | Mishra Dishant | Wind turbine system and method |
CN110318946A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-11 | 新疆金风科技股份有限公司 | 风力发电机组及调平装置、调平控制方法、装置和系统 |
WO2019209036A1 (ko) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 주식회사 한진산업 | 풍력발전기의 피치 제어 시스템 및 이를 포함하는 풍력발전시스템 |
CN111396254A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-07-10 | 国电联合动力技术有限公司 | 一种风力发电机组储能装置及储能方法 |
CN112065652A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-11 | 中材科技风电叶片股份有限公司 | 风电机组、风电叶片及其叶片主动质量分布控制装置 |
-
2021
- 2021-01-29 CN CN202110122882.9A patent/CN112922781B/zh active Active
Patent Citations (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004011801A1 (en) * | 2002-07-31 | 2004-02-05 | Bankuti Attila | Wind turbine with blades of variable inertia |
US20090252608A1 (en) * | 2008-01-23 | 2009-10-08 | Eurocopter | System and a method for dynamically balancing a blade |
GB2459726A (en) * | 2008-03-28 | 2009-11-04 | Insensys Ltd | A method of detecting ice formation on wind turbine blades and other methods of wind turbine monitoring |
EP2357356A2 (de) * | 2010-02-01 | 2011-08-17 | Wölfel Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG | Rotorblatt für eine Windenergieanlage und Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen eines Rotorblatts |
GB201009309D0 (en) * | 2010-06-03 | 2010-07-21 | Perpetuum Ltd | Wireless sensor node for wind turbine |
US20120107116A1 (en) * | 2010-11-03 | 2012-05-03 | Obrecht John M | System and method for damping motion of a wind turbine |
WO2013113603A1 (de) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | Aktiebolaget Skf | Windkraftanlage |
KR20150110834A (ko) * | 2014-03-20 | 2015-10-05 | 두산중공업 주식회사 | 풍력터빈의 로터 밸런싱 장치 및 그 제어방법 |
CN104033334A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-09-10 | 国电联合动力技术有限公司 | 一种风力发电机组叶片减振控制方法及系统 |
CN107667221A (zh) * | 2015-04-23 | 2018-02-06 | 远景能源(江苏)有限公司 | 校正转子不平衡的方法及其风力涡轮机 |
US20180180029A1 (en) * | 2015-06-30 | 2018-06-28 | Vestas Wind Systems A/S | Blade load sensing system for a wind turbine |
CN109563812A (zh) * | 2016-06-13 | 2019-04-02 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 沿边风力涡轮机叶片振动的减振 |
CN106121907A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 三重型能源装备有限公司 | 叶片配平衡方法、叶片及风力发电机 |
CN106762465A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 叶片、风力发电机组及方法 |
CN206530439U (zh) * | 2017-03-13 | 2017-09-29 | 刘宝文 | 风力发电叶轮及使用该叶轮的风力发电机 |
WO2019150400A1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-08-08 | Mishra Dishant | Wind turbine system and method |
CN110318946A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-11 | 新疆金风科技股份有限公司 | 风力发电机组及调平装置、调平控制方法、装置和系统 |
CN108501407A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-07 | 中材科技(阜宁)风电叶片有限公司 | 大型风电叶片叶根预制件防变形安装方法 |
WO2019209036A1 (ko) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 주식회사 한진산업 | 풍력발전기의 피치 제어 시스템 및 이를 포함하는 풍력발전시스템 |
CN109578223A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-04-05 | 远景能源(江苏)有限公司 | 一种用于测试叶片的刚度的装置以及相应测试方法 |
CN111396254A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-07-10 | 国电联合动力技术有限公司 | 一种风力发电机组储能装置及储能方法 |
CN112065652A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-11 | 中材科技风电叶片股份有限公司 | 风电机组、风电叶片及其叶片主动质量分布控制装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
尹秀云等: "风电叶片自动称重配重系统的设计及应用", 《自动化技术与应用》 * |
张金波等: "改进风电叶片疲劳试验力矩等效配重优化方法", 《工程热物理学报》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023045767A1 (zh) * | 2021-09-26 | 2023-03-30 | 约克(无锡)空调冷冻设备有限公司 | 振动频率调节系统 |
CN113847212A (zh) * | 2021-10-29 | 2021-12-28 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种风电机组叶片固有频率监测方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112922781B (zh) | 2023-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112922781B (zh) | 风力发电机及其叶片质量分布控制系统、方法及设备 | |
CN107223206B (zh) | 疲劳测试 | |
US8694268B2 (en) | Device and method of adjusting curtailment strategy for wind turbine, and program | |
EP2859223B1 (en) | A wind turbine with a load controller | |
US10302067B2 (en) | Model based controller for a wind turbine generator | |
CN112219028B (zh) | 风力涡轮机控制方法 | |
EP2110551B1 (en) | Method and apparatus for prediction-based wind turbine control | |
JP6494514B2 (ja) | 入力風速の予測値を使用した風力タービン制御方法 | |
EP2070175B1 (en) | Method for operating a wind turbine connected to a utility grid during utility grid disturbance, wind turbine and wind park | |
US11300102B2 (en) | System and method for augmenting control of a wind turbine assembly | |
US20090180875A1 (en) | Method for determining fatigue load of a wind turbine and for fatigue load control, and wind turbines therefor | |
US10415548B2 (en) | Active promotion of wind turbine tower oscillations | |
EP2287465B1 (en) | Wind-turbine-dynamic-characteristics monitoring apparatus and method therefore | |
EP2905864A1 (en) | Methods of operating a set of wind turbines and systems | |
CN114258459B (zh) | 利用叶片载荷信号减少沿边振动 | |
EP3812577B1 (en) | System and method for mitigating loads acting on a rotor blade of a wind turbine | |
KR101551219B1 (ko) | 풍력 발전 장치 및 그 제어 방법 | |
US20230176533A1 (en) | Model-based predictive control method for structural load reduction in wind turbines | |
US20240229767A9 (en) | Controlling a wind turbine with respect to dynamic stability | |
CN113027674B (zh) | 风力发电机组的控制方法及其装置 | |
Kakita et al. | PI controller gain tuning with FRIT in collective blade pitch control of floating offshore wind turbines | |
Hussain et al. | Model predictive control of wind turbine with aero-elastically tailored blades | |
Bosse et al. | Analysis and application of hardware in the loop wind loads for full scale nacelle ground testing | |
CN112761887B (zh) | 塔架刚度控制方法、装置及风力发电机组可变刚度塔架 | |
EP4180655A1 (en) | Actively damping vibrations in wind turbines |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |