CN113982857B - 一种智慧风场监测的涡振变流防护装置 - Google Patents

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Abstract

一种智慧风场监测的涡振变流防护装置，包括：在风场设置着风力变送器，所述风力变送器与监测平台电连接，所述监测平台与风电控制系统通信连接；所述风速变送器包含外罩、转向管、钕铁硼材料的旋动件、用于旋动件的撑持台与若干干簧管部件；所述外罩上开有入风孔与排风孔；结合其它结构有效避免了现有技术中针对风场的涡振变流情况监测的风速变送器的干簧管部件时时发生无效障碍、风速变送器不能收集风速值而终止运作、很不利于风电控制系统运用的稳定性的缺陷。

Description

一种智慧风场监测的涡振变流防护装置
技术领域
本发明属于风场监测技术领域，具体涉及一种智慧风场监测的涡振变流防护装置。
背景技术
风场，也就是风电场，风场由风力发电机组、输变电线路、风电控制系统以及升压站等部分构成。风场经由风电控制系统操纵风力发电机组利用风力带动风车叶轮旋动将风能转化为机械能发电机再将机械能转化为电能，风力发电机组输出的电能通过集电线路输送到风电场升压站，升压站升压后再输送到电网。
而在风电场的现场环境中，涡振变流是引发风电场现场结构部件疲劳破坏的重要因素，涡振变流一般指涡激振动，涡激振动是风电场现场结构部件在低风速下发生的一种风致振动现象。从流体的角度来分析，任何非流线型物体，在一定的恒定流速下，都会在物体两侧交替地产生脱离结构物表面的旋涡，这样就会引发风电场现场结构部件的疲劳破坏。
为了实时监测风电场现场发生的涡振变流情况，往往就要用风速变送器来执行监测风电场现场的风速，目前的风速变送器内，在风电场现场的风经过转向管后，冲击钕铁硼材料的旋动件，让它旋动，干簧管部件在接通情况下构成感应电动势，旋动的钕铁硼材料的旋动件在电力线的作用下构成起伏变化的感应电动势而导出至监测平台；接着经监测平台导出风速值，进一步控制风电控制系统对风电发电机组的启停，干簧管部件就像驱动器，若发生障碍，会让风速变送器不能运作；干簧管部件是灵敏件，对热量变化与气体中的水分含量均反应灵敏，目前风速变送器的干簧管部件时时发生无效障碍，让风速变送器不能收集风速值而终止运作，很不利于风电控制系统运用的稳定性，要解决风速变送器的此类问题，亟需对风速变送器执行改进。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种智慧风场监测的涡振变流防护装置，有效避免了现有技术中针对风场的涡振变流情况监测的风速变送器的干簧管部件时时发生无效障碍、风速变送器不能收集风速值而终止运作、很不利于风电控制系统运用的稳定性的缺陷。
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种智慧风场监测的涡振变流防护装置的解决方案，具体如下：
一种智慧风场监测的涡振变流防护装置，其包括：
在风场设置着风力变送器，所述风力变送器与监测平台电连接，所述监测平台与风电控制系统通信连接；
所述风速变送器包含外罩2、转向管3、钕铁硼材料的旋动件4、用于旋动件的撑持台5与若干干簧管部件6；所述外罩2上开有入风孔与排风孔；
所述转向管3设于所述外罩2内，所述转向管3在相应于所述外罩2的入风孔位置设置着用于旋动件的滚珠32；所述用于旋动件的撑持台5固连于所述外罩2内；
所述钕铁硼材料的旋动件4的一头嵌接于所述用于旋动件的撑持台5上，另一头嵌接于所述用于旋动件的滚珠32上；所述若干干簧管部件6分别设于所述外罩2上且同所述钕铁硼材料的旋动件4的位置相向而设；所述若干干簧管部件6分别同所述监测平台相连。
各个所述干簧管部件6带有零线62、供电接头63与电压值导出引脚64；各个干簧管部件6的零线同外罩外壁相连；所述监测平台带有若干GPIO引脚一与若干GPIO引脚二；所述若干GPIO引脚一分别同所述若干干簧管部件6的供电接头一对一的相连；
所述若干GPIO引脚二分别同所述若干干簧管部件6的电压值导出引脚一对一的相连。
进一步的，所述风速变送器还包含定流块7；所述定流块7设于所述外罩2的排风孔位置。
进一步的，所述外罩2上开有若干装配口8；所述若干干簧管部件6相应的嵌接于所述若干装配口8中来设于所述外罩2上；
所述若干干簧管部件6等距排列在钕铁硼材料的旋动件4的四周。
进一步的，所述风速变送器还包含定位圈一9和定位圈二10；所述定位圈一9设于所述外罩2的排风孔来定位所述定流块7。
进一步的，所述定流块7和所述外罩2间还设置着橡胶环21。
进一步的，所述钕铁硼材料的旋动件4包含旋动块42与旋动杆43；
所述旋动块42固连于所述旋动杆43上；所述用于旋动件的撑持台5上设置着定位口一，所述旋动杆43的一头与所述定位口一相结合且嵌接于其内；所述用于旋动件的滚珠32上设置着定位口二，所述旋动杆43的另一头同所述定位口二相结合且嵌接于其内。
进一步的，所述风力变送器的运用方法，包括：
A-1：在要执行风速监控之际，监控设于风速变送器上的若干干簧管部件是不是处在普通情况；
A-2：在仅存在一干簧管部件处在普通情况时，择取处在普通情况的干簧管部件加入此次风速监控；
A-3：在存在若干干簧管部件处在普通情况时，对比所述若干干簧管部件所拥有的统计运作时段的大小；所述统计运作时段是各个干簧管部件加入风速监控运作的以前总时段大小；
A-4：择取拥有最小的所述统计运作时段且处在普通情况的干簧管部件加入此次的风速监控运作，且让另外的处在普通情况的干簧管部件处在等待模式；
A-5：取得加入此次风速监控运作的干簧管部件的电压值来导出风速值。
在本申请中，所述设于风速变送器上的干簧管部件的个数是二，另外若风速值在涡振变流的风速区间内，所述监测平台就让风电控制系统终止风力发电机组发电。
进一步的，所述风力变送器的运用方法还包含：在收取到监测平台运作命令之际，确认成要执行风速监控。
进一步的，所述风力变送器的运用方法还包含：在所述设于所述风速变送器上的若干干簧管部件均处在障碍情况之际，终止风速监控且警示风速变送器障碍。
进一步的，所述在需要执行风速监控之际，监控设于风速变送器上的若干干簧管部件是不是处在普通情况，包含：
在要执行风速监控之际，分别朝所述若干干簧管部件传递风速监控命令以监控所述若干干簧管部件的电压值；
依据所述若干干簧管部件的电压值分别确认所述若干干簧管部件是不是处在普通情况。
进一步的，依据所述若干干簧管部件的电压值分别确认所述若干干簧管部件是不是处在普通情况，包含：
在随便一干簧管部件的电压值处在事先设定的临界数区间中之际，确认相应的干簧管部件处在普通情况；
在随便一干簧管部件的电压值高过所述临界数区间之际，确认相应的干簧管部件处在障碍情况。
本发明的有益效果为：
本发明运用若干干簧管部件，而干簧管部件能主动变动加入运作，能高效拓展干簧管部件的运用年限，以此拓展风速变送器运用年限；可高效减小风电控制系统的障碍次数，极大的改善了风电控制系统的稳定性。有效避免了现有技术中针对风场的涡振变流情况监测的风速变送器的干簧管部件时时发生无效障碍、风速变送器不能收集风速值而终止运作、很不利于风电控制系统运用的稳定性的缺陷。
附图说明
图1是本发明的所述风力变送器的运用方法的部分流程图；
图2是本发明的所述风速变送器的平面图；
图3是本发明的所述风速变送器的部件图；
图4是本发明的所述风速变送器的局部示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。
如图1-图4所示，针智慧风场监测的涡振变流防护装置，其包括：
在风场设置着风力变送器，所述风力变送器与监测平台电连接，所述监测平台与风电控制系统通信连接；所述监测平台能够是单片机或者FPGA芯片。风场就是风电场。
所述风速变送器包含外罩2、转向管3、钕铁硼材料的旋动件4、用于旋动件的撑持台5与若干干簧管部件6；所述外罩2上开有入风孔与排风孔；
所述转向管3设于所述外罩2内，所述转向管3在相应于所述外罩2的入风孔位置设置着用于旋动件的滚珠32；所述用于旋动件的撑持台5固连于所述外罩2内；
所述钕铁硼材料的旋动件4的一头嵌接于所述用于旋动件的撑持台5上，另一头嵌接于所述用于旋动件的滚珠32上；所述若干干簧管部件6分别设于所述外罩2上且同所述钕铁硼材料的旋动件4的位置相向而设；所述若干干簧管部件6分别同所述监测平台相连。
在运用之际，风经外罩2的入风孔位置导进风速变送器内，经过转向管3后，将风经线性风向改变成旋动风向，冲击在钕铁硼材料的旋动件4上，干簧管部件6监控作为感应头的旋动件不一样速度的旋动而成的E场，就能生成感应电动势，据此导出电压值到监测平台，随后经监测平台导出风速值，电压值与风速大小为正比关系。E场就是电场。
各个所述干簧管部件6带有零线62、供电接头63与电压值导出引脚64；各个干簧管部件6的零线同外罩外壁相连；所述监测平台带有若干GPIO引脚一与若干GPIO引脚二；所述若干GPIO引脚一分别同所述若干干簧管部件6的供电接头一对一的相连；
所述若干GPIO引脚二分别同所述若干干簧管部件6的电压值导出引脚一对一的相连。这里，所述若干GPIO引脚一用于操纵相应的干簧管部件6的电池以此操纵控制相应的干簧管部件6处在运作模式或者等待模式；所述若干GPIO引脚二用于收取相应的干簧管部件6的风速信息。
所述风速变送器还包含定流块7；所述定流块7设于所述外罩2的排风孔位置。所述定流块7能对风速达成定流效应，防止了因为气流压强变动而使得风速剧变。
所述外罩2上开有若干装配口8；所述若干干簧管部件6相应的嵌接于所述若干装配口8中来设于所述外罩2上；
所述若干干簧管部件6等距排列在钕铁硼材料的旋动件4的四周；若干干簧管部件6等距而设，可以减小若干干簧管部件6同步毁损的几率。
所述风速变送器还包含定位圈一9和定位圈二10；所述定位圈一9设于所述外罩2的排风孔来定位所述定流块7；所述定位圈二10设于所述转向管3相应在所述外罩2的入风孔的位置来定位所述转向管3。
所述定流块7和所述外罩2间还设置着橡胶环21，用于改善定流块7和外罩2间的封闭性能。
所述钕铁硼材料的旋动件4包含旋动块42与旋动杆43；
所述旋动块42固连于所述旋动杆43上；所述用于旋动件的撑持台5上设置着定位口一，所述旋动杆43的一头与所述定位口一相结合且嵌接于其内；所述用于旋动件的滚珠32上设置着定位口二，所述旋动杆43的另一头同所述定位口二相结合且嵌接于其内。
所述风力变送器的运用方法，包括：
A-1：在要执行风速监控之际，监控设于风速变送器上的若干干簧管部件是不是处在普通情况；
A-2：在仅存在一干簧管部件处在普通情况时，择取处在普通情况的干簧管部件加入此次风速监控；
A-3：在存在若干干簧管部件处在普通情况时，对比所述若干干簧管部件所拥有的统计运作时段的大小；所述统计运作时段是各个干簧管部件加入风速监控运作的以前总时段大小；
A-4：择取拥有最小的所述统计运作时段且处在普通情况的干簧管部件加入此次的风速监控运作，且让另外的处在普通情况的干簧管部件处在等待模式；
A-5：取得加入此次风速监控运作的干簧管部件的电压值来导出风速值。电压值与风速值存在线性正比关系，具体正比的比例可经由事先试验电压值与风速值的关系导出。
在本申请中，所述设于风速变送器上的干簧管部件的个数是二，另外若风速值在涡振变流的风速区间内，所述监测平台就让风电控制系统终止风力发电机组发电，于是就能很好的保护风力发电设备，减小了涡振变流的负面影响。
于是，在随便一干簧管部件充当加入此次风速监控运作的干簧管部件时，在此次风速监控工作完成后，此次的运作时段大小会刷新至统计运作时段内，来让后一次确定运用。
目前的风速变送器均仅带有一干簧管部件，因为干簧管部件时时形成无效障碍，使得风速变送器不能收集风力作用而不能运作；而本申请经过在风速变送器上设置若干干簧管部件，且运用在所述风速监控方法，若监控到若干干簧管部件均处在普通情况，监测平台会主动对比所述若干干簧管部件加入运作的统计运作时段，统计运作时段最小的干簧管部件会主动加入风速感应和推导过程，这样可确保若干干簧管部件可处在轮流运用，防止发生仅运用一个的情况，以此能高效拓展干簧管部件的运用年限；若事先监控出干簧管部件仅有一个处在普通情况，那么该普通情况的干簧管部件就主动加入收集风力作用和推导的过程。
本申请因为运用若干干簧管部件而干簧管部件可主动变动加入运作，于是能高效拓展干簧管部件的运用年限，以此拓展风速变送器运作年限；可高效减小风电控制系统的障碍次数，极大的改善了风电控制系统的稳定性。
所述风力变送器的运用方法还包含：在收取到监测平台运作命令之际，确认成要执行风速监控。也就是本申请所述风速变送器能运用在监测平台，在监测平台起动之际就监控风速变送器上的若干干簧管部件是不是处在普通情况，择取加入此次风速监控运作的干簧管部件。
所述风力变送器的运用方法还包含：在所述设于所述风速变送器上的若干干簧管部件均处在障碍情况之际，终止风速监控且警示风速变送器障碍。在发生全体干簧管部件均处在障碍情况之际，表示风速变送器发生了障碍，不能顺畅的监控风速，所以实时警示风速变送器障碍，改善运用的稳定性。
所述在需要执行风速监控之际，监控设于风速变送器上的若干干簧管部件是不是处在普通情况，包含：
在要执行风速监控之际，分别朝所述若干干簧管部件传递风速监控命令以监控所述若干干簧管部件的电压值；
依据所述若干干簧管部件的电压值分别确认所述若干干簧管部件是不是处在普通情况。
依据所述若干干簧管部件的电压值分别确认所述若干干簧管部件是不是处在普通情况，包含：
在随便一干簧管部件的电压值处在事先设定的临界数区间中之际，确认相应的干簧管部件处在普通情况；
在随便一干簧管部件的电压值高过所述临界数区间之际，确认相应的干簧管部件处在障碍情况。
于是，在电压值太大或太小均能确认为障碍情况，确保干簧管部件所生成的电压值的可用性。
于是，在要执行风速监控之际，在要执行风速监控之际，监控设于风速变送器上的若干干簧管部件是不是处在普通情况；在仅存在一干簧管部件处在普通情况时，择取处在普通情况的干簧管部件加入此次风速监控；在存在若干干簧管部件处在普通情况时，对比所述若干干簧管部件所拥有的统计运作时段的大小；所述统计运作时段是各个干簧管部件加入风速监控运作的以前总时段大小；择取拥有最小的所述统计运作时段且处在普通情况的干簧管部件加入此次的风速监控运作，且让另外的处在普通情况的干簧管部件处在等待模式；取得加入此次风速监控运作的干簧管部件的电压值来导出风速值。本申请因为运用多干簧管部件且干簧管部件能主动变动加入运作，这样可以有效延长干簧管部件的运用年限，以此延长风速变送器运作年限；可高效减小风电控制系统的障碍次数，极大的改善了风电控制系统的稳定性。
以上以用实施例说明的方式对本发明作了描述，本领域的技术人员应当理解，本公开不限于以上描述的实施例，在不偏离本发明的范围的情况下，可以做出各种变化、改变和替换。

Claims (9)

1.一种智慧风场监测的涡振变流防护装置，其特征在于，包括：
在风场设置着风力变送器，所述风力变送器与监测平台电连接，所述监测平台与风电控制系统通信连接；
风速变送器包含外罩、转向管、钕铁硼材料的旋动件、用于旋动件的撑持台与若干干簧管部件；所述外罩上开有入风孔与排风孔；
所述转向管设于所述外罩内，所述转向管在相应于所述外罩的入风孔位置设置着用于旋动件的滚珠；所述用于旋动件的撑持台固连于所述外罩内；
所述钕铁硼材料的旋动件的一头嵌接于所述用于旋动件的撑持台上，另一头嵌接于所述用于旋动件的滚珠上；所述若干干簧管部件分别设于所述外罩上且同所述钕铁硼材料的旋动件的位置相向而设；所述若干干簧管部件分别同所述监测平台相连。
2.根据权利要求1所述的智慧风场监测的涡振变流防护装置，其特征在于，各个所述干簧管部件带有零线、供电接头与电压值导出引脚；各个干簧管部件的零线同外罩外壁相连；所述监测平台带有若干GPIO引脚一与若干GPIO引脚二；所述若干GPIO引脚一分别同所述若干干簧管部件的供电接头一对一的相连；
所述若干GPIO引脚二分别同所述若干干簧管部件的电压值导出引脚一对一的相连。
3.根据权利要求1所述的智慧风场监测的涡振变流防护装置，其特征在于，所述风速变送器还包含定流块；所述定流块设于所述外罩的排风孔位置。
4.根据权利要求1所述的智慧风场监测的涡振变流防护装置，其特征在于，所述外罩上开有若干装配口；所述若干干簧管部件相应的嵌接于所述若干装配口中来设于所述外罩上；
所述若干干簧管部件等距排列在钕铁硼材料的旋动件的四周。
5.根据权利要求1所述的智慧风场监测的涡振变流防护装置，其特征在于，所述风速变送器还包含定位圈一和定位圈二；所述定位圈一设于所述外罩的排风孔来定位定流块；
所述定流块和所述外罩间还设置着橡胶环。
6.根据权利要求1所述的智慧风场监测的涡振变流防护装置，其特征在于，所述钕铁硼材料的旋动件包含旋动块与旋动杆；
所述旋动块固连于所述旋动杆上；所述用于旋动件的撑持台上设置着定位口一，所述旋动杆的一头与所述定位口一相结合且嵌接于其内；所述用于旋动件的滚珠上设置着定位口二，所述旋动杆的另一头同所述定位口二相结合且嵌接于其内。
7.根据权利要求1所述的智慧风场监测的涡振变流防护装置，其特征在于，所述风力变送器的运用方法，包括：
A-1：在要执行风速监控之际，监控设于风速变送器上的若干干簧管部件是不是处在普通情况；
A-2：在仅存在一干簧管部件处在普通情况时，择取处在普通情况的干簧管部件加入此次风速监控；
A-3：在存在若干干簧管部件处在普通情况时，对比所述若干干簧管部件所拥有的统计运作时段的大小；所述统计运作时段是各个干簧管部件加入风速监控运作的以前总时段大小；
A-4：择取拥有最小的所述统计运作时段且处在普通情况的干簧管部件加入此次的风速监控运作，且让另外的处在普通情况的干簧管部件处在等待模式；
A-5：取得加入此次风速监控运作的干簧管部件的电压值来导出风速值。
8.根据权利要求1所述的智慧风场监测的涡振变流防护装置，其特征在于，所述设于风速变送器上的干簧管部件的个数是二，另外若风速值在涡振变流的风速区间内，所述监测平台就让风电控制系统终止风力发电机组发电。
9.根据权利要求1所述的智慧风场监测的涡振变流防护装置，其特征在于，所述风力变送器的运用方法还包含：在收取到监测平台运作命令之际，确认成要执行风速监控；
所述风力变送器的运用方法还包含：在所述设于所述风速变送器上的若干干簧管部件均处在障碍情况之际，终止风速监控且警示风速变送器障碍；
在需要执行风速监控之际，监控设于风速变送器上的若干干簧管部件是不是处在普通情况，包含：
在要执行风速监控之际，分别朝所述若干干簧管部件传递风速监控命令以监控所述若干干簧管部件的电压值；
依据所述若干干簧管部件的电压值分别确认所述若干干簧管部件是不是处在普通情况。
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