CN115977892A - 一种评估叶片疲劳寿命的方法、装置及叶片 - Google Patents
一种评估叶片疲劳寿命的方法、装置及叶片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115977892A CN115977892A CN202310081661.0A CN202310081661A CN115977892A CN 115977892 A CN115977892 A CN 115977892A CN 202310081661 A CN202310081661 A CN 202310081661A CN 115977892 A CN115977892 A CN 115977892A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- target
- fatigue life
- real
- region
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
Abstract
本申请提供了一种评估叶片疲劳寿命方法、装置及叶片,可应用于风电叶片性能检测技术领域。在执行所述方法时,先确定目标叶片上对所述目标叶片疲劳寿命值影响最大的区域作为目标区域。然后,利用多个应变传感器采集目标区域的多组实时数据。最后,根据采集到的多组实时数据评估目标叶片的疲劳寿命。这样,通过在风电叶片出厂之前确定了对叶片的疲劳寿命影响最大的区域为目标区域,能够精确地采集到叶片上的目标区域从运行前到运行时的完整数据,达到了从叶片设计的结构出发,实时监测目标叶片的数据的效果。如此,可以利用风电叶片完整有效的数据,提高对叶片疲劳寿命评估的准确性,有效地提高了风电叶片的运行安全。
Description
技术领域
本申请涉及风电叶片性能检测技术领域,尤其涉及一种评估叶片疲劳寿命的方法、装置及叶片。
背景技术
随着不断的发展,我国在新能源方面也取得了一定的成就,其中风电的发展就奠定了结实的基础。作为风力发电机的重要组成部件,风电叶片长年累月的不断运行及其恶劣的工作环境.使得疲劳损坏是风电叶片主要的失效形式之一。为保证风电叶片的疲劳寿命达到使用标准,在出厂前需对风电叶片进行全方位的疲劳性能评估。疲劳性能评估通常包括检验叶片的结构、铺层和粘接设计是否合理,能否达到预设的叶片使用年限。同时可以对叶片重要部位如主梁、腹板、前后缘等进行疲劳寿命预测,也可发现在叶片生产制造过程中的一些制造缺陷。
而在出厂后风电叶片在实际使用中也需要进行不定时的疲劳寿命预测,以便风电叶片发生损坏时能够进行及时的维修或替换。但是在现有技术中,风电叶片的每一个截面振幅都在不断变化且振动次数非常多,无法进行准确地仿真模拟,所以通常会在风电发电机运行的同时采用采集器采集风电机组的运行状态、运行数据和故障记录,通过转速传感器和振动传感器对风车叶片状态进行监测,通过风力计、风向计以及温湿度传感器等获取环境参数,然后根据上述采集到的相关数据对整个叶片进行疲劳寿命的预测,以保证叶片运行的安全性。但是现有的方法只关注了风电叶片运行后的叶片整体数据,没有采集到叶片在运行前到运行时的完整有效的数据,更加忽略了叶片自身的设计结构对叶片疲劳寿命的影响,从而导致对叶片的疲劳寿命的评估准确性较低。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种评估叶片疲劳寿命的方法及装置,旨在提升评估风电叶片疲劳寿命的准确性。
第一方面,本申请提供了一种评估叶片疲劳寿命的方法,所述方法包括:
确定目标叶片的目标区域,所述目标区域是所述目标叶片上对所述目标叶片疲劳寿命值影响最大的区域;
利用多个应变传感器采集所述目标区域的多组实时数据,所述多个应变传感器预先安装于所述目标区域中的不同位置;
根据所述多组实时数据评估目标叶片的疲劳寿命。
可选地,所述根据所述多组实时数据评估目标叶片的疲劳寿命,包括:
获取影响所述目标区域的疲劳寿命的多个影响因素;
根据所述实时数据确定所述多个影响因素对应的多个参数值;
根据所述多个参数值确定所述目标区域的损伤情况;
根据所述目标区域的损伤情况评估所述目标叶片的疲劳寿命。
可选地,所述损伤情况包括所述目标区域的多种损伤,所述根据所述目标区域的损伤情况评估所述目标叶片的疲劳寿命,还包括:
获取所述目标区域的制作材料;
根据所述制作材料确定所述目标区域的损伤情况中的多种损伤对应的多个损伤因子,所述损伤因子用于衡量所述多种损伤分别对所述目标区域的残余寿命的影响程度;
选取损伤因子的最大值作为评估所述目标叶片疲劳寿命的依据。
可选地,所述目标区域是根据所述目标叶片的多个区域对应的疲劳安全值确定的,所述疲劳安全值用于衡量所述目标叶片上的各个区域对应的残余寿命。
可选地,所述目标叶片上至少两个区域对应的疲劳安全值相同时,选取靠近叶根的区域作为目标区域。
可选地,所述多个应变传感器在所述目标叶片运行前安装于所述目标区域的不同位置,与所述目标叶片上的信号采集器相连接,所述信号采集器被固定在所述目标叶片的叶根人孔板上,其中,不同的应变传感器与所述信号采集器之间的距离相差至少一个应变传感器的长度。
可选地,所述方法还包括:
若所述目标叶片的疲劳寿命小于预设范围时,生成控制信号;
将所述控制信号传输到所述目标叶片连接的控制器,以停止运行所述目标叶片所在的机组。
第二方面,本申请提供了一种评估叶片疲劳寿命装置,所述装置包括:目标区域确定模块、实时数据采集模块和疲劳寿命评估模块;
所述目标区域确定模块,用于确定目标叶片的目标区域,所述目标区域是所述目标叶片上对所述目标叶片疲劳寿命值影响最大的区域;
所述实时数据采集模块,用于通过多个应变传感器采集所述目标区域的多组实时数据,所述多个应变传感器预先安装于所述目标区域中的不同位置;
所述疲劳寿命评估模块,用于根据所述实时数据评估目标叶片的疲劳寿命。
可选地,所述疲劳寿命评估模块还用于获取影响所述目标区域的疲劳寿命的多个影响因素,然后根据所述实时数据确定所述多个影响因素对应的多个参数值,再根据所述多个参数值确定所述目标区域的损伤情况,根据所述目标区域的损伤情况评估所述目标叶片的疲劳寿命。
第三方面,本申请提供了一种风电机组叶片系统,所述系统包括:叶片、应变传感器和控制设备;
所述叶片,用于转动时将风能转化为机械能;
所述应变传感器,用于采集所述叶片运行时的实时数据;
所述控制设备,用于根据所述叶片的疲劳寿命控制所述叶片的运行。
本申请提供了一种评估叶片疲劳寿命方法。在执行所述方法时,先确定目标叶片上对所述目标叶片疲劳寿命值影响最大的区域作为目标区域。然后,利用多个应变传感器采集目标区域的多组实时数据。最后,根据采集到的多组实时数据评估目标叶片的疲劳寿命。这样,通过在风电叶片出厂之前确定了对叶片的疲劳寿命影响最大的区域为目标区域,能够精确地采集到叶片上的目标区域从运行前到运行时的完整数据,达到了从叶片设计的结构出发,实时监测目标叶片的数据的效果。如此,可以利用风电叶片完整有效的数据,提高对叶片疲劳寿命评估的准确性,有效地提高了风电叶片的运行安全。
附图说明
为更清楚地说明本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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的评估叶片疲劳寿命的方法的一种方法流程图;
图2为本申请实施例提供的评估叶片疲劳寿命的方法的另一种方法流程图;
图3为本申请实施例提供的评估叶片疲劳寿命的装置的一种结构示意图;
图4为本申请实施例提供的风电机组叶片系统的一种结构示意图。
具体实施方式
正如前文所述,作为风电机组的重要部件,保证风电叶片的安全运行是风电机组正常运行的前提。为了保证风电叶片的安全运行,通常会对风电叶片进行数据监测,以此来多次评估风电叶片的疲劳寿命,以防风电叶片发生疲劳断裂,给风机轴系及塔筒带来严重危害。在现有技术中,主要通过采集叶片的振动信号,利用动力学特性以及根据环境因素的影响对叶片固有频率和动态响应的影响,来推理叶片状态的变化情况。然而,风电叶片除外形设计以外的力学性能要求都直接与风电叶片的结构和材料有关。不考虑叶片的设计结构和材料,直接采集整个叶片运行时的数据,具有一定的盲目性。更重要的是,没有叶片运行前到运行后的完整数据,并不能准确地评估叶片的疲劳寿命。
有鉴于此,本申请提供了一种评估叶片疲劳寿命方法。在执行所述方法时,先确定目标叶片上对所述目标叶片疲劳寿命值影响最大的区域作为目标区域。然后,利用多个应变传感器采集目标区域的多组实时数据。最后,根据采集到的多组实时数据评估目标叶片的疲劳寿命。这样,通过在风电叶片出厂之前确定了对叶片的疲劳寿命影响最大的区域为目标区域,能够精确地采集到叶片上的目标区域从运行前到运行时的完整数据,达到了从叶片设计的结构出发,实时监测目标叶片的数据的效果。如此,可以利用风电叶片完整有效的数据,提高对叶片疲劳寿命评估的准确性,从而有效地提高了风电叶片的运行安全。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例可以从叶片出厂前确定需要监测数据的区域,以便在该区域预先安装应变传感器集信号采集装置。其中应变传感器可以同时安装三组或三组以上,安装于该区域的不同位置,与信号采集装置进行连接。信号采集装置可以安装于叶片的叶根处的人孔板上,收集各个应变传感器采集的数据。本申请实施例提供的装置可以安装于信号采集器中,将评估结果转化为信号,输出到所在风电机组的控制设备中。当然,也可以直接安装在风电机组中的控制设备中,在得到评估结果的同时反馈给控制设备。
参见图1,图1为本申请实施例提供的评估叶片疲劳寿命的方法的一种方法流程图,包括:
S101:确定目标叶片的目标区域。
其中,目标叶片可以为风电机组中的任意一个叶片。其中,风电叶片是风电机组中将自然界风能转换为风力发电机组电能的核心部件,也是衡量风电机组设计和技术水平的主要依据。风电叶片主要包括两个半壳、腹板、梁帽、挡雨环、人孔板和避雷系统。其中,叶片的两个半壳通常具有较复杂的空气动力学造型。腹板又叫内部梁,主要用于支撑叶片外壳,并承担叶片所受到的弯曲载荷,腹板常采用工字梁结构以减轻重量。梁帽用于连接腹板和叶片外壳。挡雨环安装于叶根处,用于防止雨水流入风机。人孔板用于连接叶片与风机主轴。避雷系统主要用于避免雷击造成风电机组的损坏。关于制作材料方面,风电叶片对材料要求很高,不仅需要具有较轻的重量,还需要具有较高的强度、抗腐蚀、耐疲劳性能,因此现在的风机厂商广泛采用复合材料制造风机叶片,复合材料占整个风机叶片的比重甚至高达90%。叶片制造材料由最初的亚麻布蒙着木板发展至钢材、铝合金,直至目前的复合材料。现在的风机厂商在制造风机叶片时,叶片外壳常采用玻璃纤维增强树脂,叶尖、叶片主梁则采用强度更高的碳纤维,前缘、后缘以及剪切勒部位常采用夹层结构复合材料。
其中,风电机组主要由风电叶片、机舱和塔筒构成。机舱包容着风力发电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔筒进入机舱。而塔筒用于搭载机舱及叶片。通常塔筒越高越具有优势,因为离地面越高,风速越大。塔筒可以为管状的塔,有利于维修人员通过内部的梯子到达塔顶,当然也可以是格子状的塔,成本较低。
其中,目标区域是目标叶片上对目标叶片疲劳寿命值影响最大的区域。可选地,可以通过如下方式确定目标区域:首先,将目标叶片分为多个区域。然后,计算各个区域对应的疲劳安全值,其中,疲劳安全值为根据每个区域对应的残余寿命分别对目标叶片评估的疲劳寿命值。最后,对目标叶片上最小的疲劳安全值对应的区域进行标记,作为目标区域。可选地,可以在风电叶片出厂前由外部计算设备进行各个区域的疲劳安全值的计算,然后由工作人员进行目标区域的标定。在一些可能的方式中,如果目标叶片上存在至少两个区域对应的疲劳安全值相同,可以优先选取靠近叶根的区域,节省信号采集器和应变传感器之间的距离。当然,由于叶尖是叶片整体的易损部位,风电机组在运转时,叶尖的受力大于其他部位,也可以选择靠近叶尖的区域作为目标区域,均不影响本申请实施例的正常进行。
S102:通过多个应变传感器采集目标区域的多组实时数据。
其中,应变传感器主要用于检测风力发电机叶片长度或变形的微小变化,是一种基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器。应变传感器包括多种类型,例如转速传感器、温度传感器、压力传感器以及红外传感器等等。作为举例,可以采用电阻应变片,其为最常采用的传感元件,是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。这类传感器测量精度高,测量范围广且寿命长,结构简单,能在恶劣条件下工作。也可以采用光纤应变传感器,一种专门为风力发电设计的可以测量风力发电机组工作时叶片的载荷贴片式应变传感器。该传感器内部采用菱形体结构稳固纤芯,外部用PU绝缘材料对其进行封装。用胶黏附的方式固定于叶片内部,可对叶片载荷进行实时监测。这类传感器质量轻薄,不仅抗雷击,耐温性能、耐腐蚀性以及耐老化性俱佳,而且布置简单,便于安装。当然,也可以采用一般的风电叶片监测传感器,本质上为集成温度的加速度传感器,用来测量叶片的低频振动。还可以采用双轴加速度传感器,可以测量叶片挥舞和摆振两个方向的叶片受力。
可选地,这里的应变传感器可以同时布置三组或三组以上,可以在叶片出厂前预先安装于所述目标区域中的不同位置。各个应变传感器可以与目标叶片上叶根处的信号采集器相连接。其中,信号采集器被固定在所述目标叶片的叶根人孔板上,用于将各个应变传感器采集的数据合并整理,并生成信号向风电机组的控制设备进行传输。可选地,为更加全面采集目标区域的运行数据,各个应变传感器可以朝向不同的方向。同时,为减小采集的实时数据的误差,不同的应变传感器与信号采集器之间的距离可以相差至少一个应变传感器的长度。
其中,实时数据可以包括叶片的实时振动情况。在风力发电机组各个部件中,风力机叶片是弹性体,在风载荷的作用下,作用在风力机叶片结构上的空气动力、弹性力及惯性力等具有交变性和随机性力的耦合将会引起与某些振型共振的自激共振,即颤振。该振动是发散的,严重时会导致风力机结构破坏。另外,风力发电机组在运行时会由于多种原因,使机舱在各个方向有较大的振动,振动的频率、幅度超过风机设计要求时会对风机的正常运行产生危害,因此,需要实时监测叶片的振动情况,来保证叶片的正常运行。实时数据还可以包括风电叶片在各种受力作用下的变形情况的数据,来判断叶片结构的健康状况,以防风电叶片发生疲劳断裂。还可以包括外界环境的实时温度信息,及时预知叶片的覆冰情况,防止冰层脱落对风机造成破坏。当然,实时数据也可以包括其他数据,也不影响本申请实施例的正常进行。
S103:根据多组实时数据评估目标叶片的疲劳寿命。
其中,叶片的疲劳寿命可以受多种因素影响。例如,生产过程中工艺控制不良,叶片根部局部区域树脂固化不完全导致的强度、刚度降低,风速超限,风电机组失控,电气故障以及雷击等都会影响叶片的疲劳寿命。外界环境也会缩短叶片的疲劳寿命,在阳光、酸雨、狂风、自振、风沙或盐雾等不利的条件下,叶片也会随着时间的推移发生老化。而叶片的日常维护很难检查和维护到叶片,在许多风场叶片都会因为老化而出现自然开裂、表面磨损、叶片腐蚀以及横向裂纹等不可逆的损伤。
可选地,可以采用如下方式根据实时数据评估目标叶片的疲劳寿命:首先,获取影响目标区域的疲劳寿命的多个影响因素。其中,影响因素可以包括外界环境温度、叶片受力、叶片转速和叶片振动频率等等因素。然后根据实时数据确定各个影响因素对应参数值。再根据确定的多个参数值确定目标区域的损伤情况。其中损伤情况可以为目标叶片的开裂情况、目标叶片的磨损情况或目标叶片是否发生颤振的情况。最后根据目标区域的损伤情况评估目标叶片的疲劳寿命。
本申请实施例通过在目标叶片出厂前确定叶片上需要进行监测的区域,通过在该区域安装应变传感器,采集该区域完整有效的数据,为评估叶片疲劳寿命提供了完整的数据支撑,有利于提升评估叶片疲劳寿命的准确性,提升可以提前识别叶片的损伤和问题,为叶片预防性维护提供数据依托,避免恶劣性故障发展,从而保证了风电叶片的正常运行。
在本申请实施例中,上述图1所述的步骤S103存在多种可能的实现方式,下面分别进行介绍。需要说明的是,下文介绍中给出的实现方式仅作为示例性的说明,并不代表本申请实施例的全部实现方式。
参见图2,该图为本申请实施例提供的评估叶片疲劳寿命的方法的另一种方法流程图,该方法包括:
S201:获取目标区域对应的制作材料。
其中,制作叶片的材料要具备密度轻小、强度大、抗疲劳、能经受住暴风、暴雨等极端恶劣条件的考验,不得对电磁波产生干扰和反射,不得反射太阳光,不得产生过大噪声,耐腐蚀,抗紫外线照射,防雷性能好,叶片的弹性、旋转惯性及其振动频率都要满足整个发电系统的稳定性,叶片材料表面须光滑以减小风阻等。目标叶片的制作材料主要是以玻璃纤维(碳纤维)和环氧树脂为代表的增强材料、夹层中间的芯材以及粘接胶构成,目标叶片上不同的区域构成材料的比例也不相同。因此,在相同的损伤情况下不同的区域对目标叶片的疲劳寿命的影响也可以不同。
S202:根据得到的制作材料确定目标区域的多个损伤因子。
其中,损伤因子为用于衡量目标区域的各种损伤情况的参数,以便可以准确地评估目标叶片的疲劳寿命。在一些可能的方式中,损伤情况可以包括目标叶片发生开裂、磨损、腐蚀以及其他叶片可能的损伤情况。相对的,损伤因子可以包括多种参数,如层叠高度、、叶片倾角、叶片间距、叶片厚度、叶片面积、叶片冲角和叶端间隙等等目标叶片的性能受损参数,也可以包括叶尖速比、风能利用系数、风速、风向和叶片转速等运行异常参数,当然,也可以包括其他可以用于表示叶片损伤程度的参数,也不影响本申请实施例的正常实现。
S203:选取各个损伤因子中的最大值。
S204:根据损伤因子的最大值评估目标叶片的疲劳寿命。
其中,由于目标叶片的疲劳寿命可以通过叶片的损伤情况进行评估,因此为节省计算资源,可以从确定的损伤因子中选取表示叶片损伤程度最严重的参数,即损伤因子的最大值作为评估目标叶片疲劳寿命的依据。
S205:将得到的评估结果转化为信号传输到目标叶片连接的控制设备。
其中,控制设备与目标叶片的信号采集器相连接,分散布置在风电机组的塔筒和机舱内。具体地,控制设备可以为变桨系统的前端控制器,用于对风电叶片的桨距驱动装置进行控制,以保证3个叶片的桨距工作在最佳状态。控制设备的安全链保护,可以保证在危急工况下紧急停止叶片的运行,避免出现危险事故。
可选地,可以由信号采集器将评估结果转化为信号传输到控制设备。由于叶片在运行中的突然断裂,可能会导致整个风电机组的倒塔事故或致命性停运。因此,还可以判断叶片疲劳寿命是否在要求范围内,若不在,控制设备停止运行目标叶片所在的风电机组,以防叶片发生疲劳断裂。
本申请实施例通过根据对目标区域采集到的实时数据来评估目标叶片的疲劳寿命,在叶片的疲劳寿命未符合要求时,停止叶片所在的风电机组运行,防止叶片发生断裂。本实施例只针对目标叶片最易发生疲劳损伤的区域进行监测,相对于现有技术的监测整个叶片运行数据,使得采集到的监测数据更加精确,同时也在不影响评估结果准确性的同时,也节省了对目标叶片的监测成本,为风电叶片的维护、替换和退役提供了数据支撑。
以上为本申请实施例提供的评估叶片疲劳寿命的方法的一些具体实现方式,基于此,本申请还提供了对应的装置。下面将从功能模块化的角度对本申请实施例提供的装置进行介绍。
参见图2所示的评估叶片疲劳寿命的装置300的结构示意图,该装置300包括目标区域确定模块310、实时数据采集模块320和疲劳寿命评估模块330。
其中,目标区域确定模块310,用于确定目标叶片的目标区域,其中,目标区域是目标叶片上对目标叶片疲劳寿命值影响最大的区域;
实时数据采集模块320,用于通过多个应变传感器采集目标区域的多组实时数据,多个应变传感器可预先安装于目标区域中的不同位置;
疲劳寿命评估模块330,用于根据实时数据评估目标叶片的疲劳寿命。
可选地,疲劳寿命评估模块330还用于获取影响目标区域的疲劳寿命的多个影响因素,然后根据实时数据确定多个影响因素对应的多个参数值,再根据得到的参数值确定目标区域的损伤情况,根据目标区域的损伤情况评估目标叶片的疲劳寿命。
本申请实施例还提供了一种风电机组叶片系统400,如图4所示,该系统包括:叶片410、应变传感器420和控制设备430;
叶片410,用于转动时将风能转化为机械能;
应变传感器420,用于采集叶片运行时的实时数据;
控制设备430,用于根据叶片的疲劳寿命控制叶片的运行。
本申请实施例中提到的“第一”、“第二”(若存在)等名称中的“第一”、“第二”只是用来做名字标识,并不代表顺序上的第一、第二。
通过以上的实施方式的描述可知,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如只读存储器(英文:read-only memory,ROM)/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者诸如路由器等网络通信设备)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
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。尤其,对于装置实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述仅是本申请示例性的实施方式,并非用于限定本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种评估叶片疲劳寿命的方法,其特征在于,所述方法包括:
确定目标叶片的目标区域,所述目标区域是所述目标叶片上对所述目标叶片疲劳寿命值影响最大的区域;
通过多个应变传感器采集所述目标区域的多组实时数据,所述多个应变传感器预先安装于所述目标区域中的不同位置;
根据所述多组实时数据评估目标叶片的疲劳寿命。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述多组实时数据评估目标叶片的疲劳寿命,包括:
获取影响所述目标区域的疲劳寿命的多个影响因素;
根据所述实时数据确定所述多个影响因素对应的多个参数值;
根据所述多个参数值确定所述目标区域的损伤情况;
根据所述目标区域的损伤情况评估所述目标叶片的疲劳寿命。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述损伤情况包括所述目标区域的多种损伤,所述根据所述目标区域的损伤情况评估所述目标叶片的疲劳寿命,还包括:
获取所述目标区域的制作材料;
根据所述制作材料确定所述目标区域的损伤情况中的多种损伤对应的多个损伤因子,所述损伤因子用于衡量所述多种损伤分别对所述目标区域的残余寿命的影响程度;
选取损伤因子的最大值作为评估所述目标叶片疲劳寿命的依据。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标区域是根据所述目标叶片的多个区域对应的疲劳安全值确定的,所述疲劳安全值用于衡量所述目标叶片上的各个区域对应的残余寿命。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述目标叶片上至少两个区域对应的疲劳安全值相同时,选取靠近叶根的区域作为目标区域。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个应变传感器在所述目标叶片运行前安装于所述目标区域的不同位置,与所述目标叶片上的信号采集器相连接,所述信号采集器被固定在所述目标叶片的叶根人孔板上,其中,不同的应变传感器与所述信号采集器之间的距离相差至少一个应变传感器的长度。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述目标叶片的疲劳寿命小于预设范围时,生成控制信号;
将所述控制信号传输到所述目标叶片连接的控制器,以停止运行所述目标叶片所在的机组。
8.一种评估叶片疲劳寿命的装置,其特征在于,所述装置包括:目标区域确定模块、实时数据采集模块和疲劳寿命评估模块;
所述目标区域确定模块,用于确定目标叶片的目标区域,所述目标区域是所述目标叶片上对所述目标叶片疲劳寿命值影响最大的区域;
所述实时数据采集模块,用于通过多个应变传感器采集所述目标区域的多组实时数据,所述多个应变传感器预先安装于所述目标区域中的不同位置;
所述疲劳寿命评估模块,用于根据所述实时数据评估目标叶片的疲劳寿命。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述疲劳寿命评估模块还用于获取影响所述目标区域的疲劳寿命的多个影响因素,然后根据所述实时数据确定所述多个影响因素对应的多个参数值,再根据所述多个参数值确定所述目标区域的损伤情况,根据所述目标区域的损伤情况评估所述目标叶片的疲劳寿命。
10.一种风电机组叶片系统,其特征在于,所述系统包括:叶片、应变传感器和控制设备;
所述叶片,用于转动时将风能转化为机械能;
所述应变传感器,用于采集所述叶片运行时的实时数据;
所述控制设备,用于根据所述叶片的疲劳寿命控制所述叶片的运行。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310081661.0A CN115977892A (zh) | 2023-01-16 | 2023-01-16 | 一种评估叶片疲劳寿命的方法、装置及叶片 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310081661.0A CN115977892A (zh) | 2023-01-16 | 2023-01-16 | 一种评估叶片疲劳寿命的方法、装置及叶片 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115977892A true CN115977892A (zh) | 2023-04-18 |
Family
ID=85964884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310081661.0A Pending CN115977892A (zh) | 2023-01-16 | 2023-01-16 | 一种评估叶片疲劳寿命的方法、装置及叶片 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115977892A (zh) |
-
2023
- 2023-01-16 CN CN202310081661.0A patent/CN115977892A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK1780523T3 (en) | Wind turbine systems, monitoring systems and methods for monitoring voltage in a wind turbine blade | |
Benedetti et al. | Structural health monitoring of wind towers: remote damage detection using strain sensors | |
US9004862B2 (en) | Calibration of wind turbine sensor | |
KR101706508B1 (ko) | 풍력 발전기의 피로 해석 및 등가하중 해석 시스템 | |
EP2956663B1 (en) | Detecting blade structure abnormalities | |
US11448195B2 (en) | Sensor arrangement for a wind turbine | |
US20190203698A1 (en) | Method and device for determining loads on a wind turbine tower | |
AU2011253963A1 (en) | Method and arrangement for detecting a blade pitch angle unbalance of a rotor blade system of a wind turbine | |
US20100135796A1 (en) | Monitoring joint efficiency in wind turbine rotor blades | |
CA2752930A1 (en) | Method of and device for determining a mass condition of a rotor of a wind turbine, and method of operating a wind turbine | |
EP3642481B1 (en) | A method for determining wind turbine blade edgewise load recurrence | |
CN112796957B (zh) | 一种风机叶片的检测方法和装置以及设备 | |
CN113404652A (zh) | 一种恶劣环境下风力发电机组叶片状态监测方法 | |
CN106768917A (zh) | 一种风力机叶片现场载荷测试与评估方法 | |
JP2020180563A (ja) | 風力発電システム及び風力発電装置のメンテナンス方法 | |
CN114941610B (zh) | 风机叶片根部螺栓监测方法及监测系统 | |
CN115977892A (zh) | 一种评估叶片疲劳寿命的方法、装置及叶片 | |
CN115126665A (zh) | 风力发电机的风机叶片监测方法及装置、存储介质、风力发电机 | |
CN113494429A (zh) | 一种风机叶片气动不平衡监测方法 | |
CN113323816A (zh) | 一种基于叶片载荷分析的叶片检测方法 | |
Ochieng | Ground-Based Radar in Structural Design, Optimization, and Health Monitoring of Stationary and Rotating Structures | |
Zhao et al. | Fatigue Life Evaluation of Wind Turbine Tower Based on Measured Data | |
da Rocha Teixeira | Fatigue analysis of wind turbine blades | |
CN116085214A (zh) | 一种风力发电机叶片不平衡监测方法、系统及电子设备 | |
Fu et al. | Load Measurement Method of the MW Class Wind Turbine |
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 |