CN215057914U - 一种风力发电机组叶片载荷提取系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机组叶片载荷提取系统，包括数据处理模块和分别与数据处理模块相连的采集模块、定位模块、存储模块、告警模块和通信模块。上述技术方案在风力发电机组叶片的多个位置设置应变片组，提取风力发电机组叶片各截面的载荷数据，同时在叶片上设置多种传感器以采集风电机组数据及环境数据，对风力发电机组叶片各截面的载荷数据及环境数据进行汇总计算以得到叶片的准确载荷，从而实现对风电机组状态的监测。

Description

一种风力发电机组叶片载荷提取系统

技术领域

本实用新型涉及风电机组载荷提取技术领域，尤其涉及一种风力发电机组叶片载荷提取系统。

背景技术

风力发电是通过风力发电机将风所蕴含的动能转换成电能的工程技术，风能作为一种清洁的可再生能源，受到了世界各国的重视，近年来风力发电产业发展十分迅速。风叶轮是风力发电机最重要、最昂贵的零件，约占整个风力发电机成本的20％，风力发电机依靠风叶轮吸取风能，风叶轮直接决定了风力发电机的重要性能指标——风能利用系数。而叶轮中最关键的零件为叶片，一旦由于风力加大而导致叶片的载荷过大，便容易造成叶片损伤。

有资料显示，在开展风电机组型式试验载荷测量项目时，通常需要测量风电机组停机、正常运行以及典型事件发生时等多种工况下叶片的载荷。随着风力发电产业的迅速发展，风力发电机叶片也越来越长，而现有的载荷测量还局限于对叶片表面的检测，获取的检测数据有限，导致判断结果并不准确。

中国专利文献CN203325191U公开了一种“基于蓝牙传输的风电机组叶片载荷采集系统”。采用了包括：应力感应器组，用于检测风力施加至叶片的应力，并对应输出模拟信号；模数转换单元，与所述应力感应器组连接，将所述模拟信号进行模数转换处理；中央处理单元，与所述模数转换单元连接，用于对模数转换处理后的信号进行打包处理；蓝牙通信单元，与所述中央处理单元连接，用于将所接收的中央处理单元所输出的信号进行调制处理后输出。上述技术方案局限于对叶片表面的检测，获取的检测数据有限，得到的判断结果准确性不足。

发明内容

本实用新型主要解决原有的技术方案局限于对叶片表面的检测，获取的检测数据有限，得到的判断结果准确性不足技术问题，提供一种风力发电机组叶片载荷提取系统，在风力发电机组叶片的多个位置设置应变片组，提取风力发电机组叶片各截面的载荷数据，同时在叶片上设置多种传感器以采集风电机组数据及环境数据，对风力发电机组叶片各截面的载荷数据及环境数据进行汇总计算以得到叶片的准确载荷，从而实现对风电机组状态的监测。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括数据处理模块和分别与数据处理模块相连的采集模块、定位模块、存储模块、告警模块和通信模块。通过采集模块采集叶片上的数据，将数据传输到数据处理模块进行计算得出叶片的准确载荷，并与设定的告警阈值进行比较，当达到告警阈值时，告警模块进行告警，所有采集数据、计算结果、风电机组定位信息都存储到存储模块中，同时经过通信模块上传到监控管理云平台，构建数据库，帮助优化工作模式，并且工作人员能够通过终端与通信模块相连，实现远程实时监控。

作为优选，所述的采集模块包括安装在叶片上的载荷采集装置、温度传感器、风力传感器和风向传感器。载荷采集装置安装在叶片上用于采集叶片上的应变力，温度传感器采集温度避免叶片受太阳辐射不均导致载荷采集装置测量不准确，采集风力风向避免不同风向的风造成干扰。

作为优选，所述的载荷采集装置包括若干应变片组，所述若干应变片组沿叶片长度方向均匀分布在叶片各截面上。叶片受风力产生运动，而风力施加至上述各应变片组，使对应的应变片组发生形变，导致其内部阻抗发生变化，使激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号，该模拟信号即可反应出叶片的载荷状况，将各截面的采集到的信号传输至数据处理模块用以计算准确的载荷数值。

作为优选，所述的定位模块包括GPS定位装置和北斗定位装置，定位模块安装在风力发电机塔架处。实现对风电机组的精确定位，保证对每一处风电机组的精确检测。

作为优选，所述的通信模块分别与监控管理云平台、终端相连。系统将采集数据、计算结果及风电机组位置信息都通过通信模块上传到监控管理云平台，工作人员通过终端连接通信模块或者直接访问监控管理云平台查看风电机组采集数据、计算结果及风电机组位置信息。

作为优选，所述的终端包括PC端和手持设备。工作人员能够远程接收采集数据以及计算结果，从而进行相应处理。

本实用新型的有益效果是：在风力发电机组叶片的多个位置设置应变片组，提取风力发电机组叶片各截面的载荷数据，同时在叶片上设置多种传感器以采集风电机组数据及环境数据，对风力发电机组叶片各截面的载荷数据及环境数据进行汇总计算以得到叶片的准确载荷，从而实现对风电机组状态的监测。

附图说明

图1是本实用新型的一种原理连接结构图。

图中1数据处理模块，2采集模块，3定位模块，4存储模块，5告警模块，6通信模块，7监控管理云平台，8终端。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种风力发电机组叶片载荷提取系统，如图1所示，包括数据处理模块1和分别与数据处理模块1相连的采集模块2、定位模块3、存储模块4、告警模块5和通信模块6。通信模块6分别与监控管理云平台7、终端8相连。系统将采集数据、计算结果及风电机组位置信息都通过通信模块上传到监控管理云平台，工作人员通过终端连接通信模块或者直接访问监控管理云平台查看风电机组采集数据、计算结果及风电机组位置信息。终端7包括PC端和手持设备，工作人员能够远程接收采集数据以及计算结果，从而进行相应处理。

采集模块2包括安装在叶片上的载荷采集装置、温度传感器、风力传感器和风向传感器。载荷采集装置安装在叶片上用于采集叶片上的应变力，温度传感器采集温度避免叶片受太阳辐射不均导致载荷采集装置测量不准确，采集风力风向避免不同风向的风造成干扰。

载荷采集装置包括若干应变片组，若干应变片组沿叶片长度方向均匀分布在叶片各截面上。叶片受风力产生运动，而风力施加至上述各应变片组，使对应的应变片组发生形变，导致其内部阻抗发生变化，使激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号，该模拟信号即可反应出叶片的载荷状况，将各截面的采集到的信号传输至数据处理模块用以计算准确的载荷数值。

工作时，通过采集模块采集叶片上的数据，将数据传输到数据处理模块进行计算得出叶片的准确载荷，并与设定的告警阈值进行比较，当达到告警阈值时，告警模块进行告警，所有采集数据、计算结果、风电机组定位信息都存储到存储模块中，同时经过通信模块上传到监控管理云平台，构建数据库，帮助优化工作模式，并且工作人员能够通过终端与通信模块相连，实现远程实时监控。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了载荷采集装置、应变片组等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种风力发电机组叶片载荷提取系统，其特征在于，包括数据处理模块(1)和分别与数据处理模块(1)相连的采集模块(2)、定位模块(3)、存储模块(4)、告警模块(5)和通信模块(6)。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片载荷提取系统，其特征在于，所述采集模块(2)包括安装在叶片上的载荷采集装置、温度传感器、风力传感器和风向传感器。

3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组叶片载荷提取系统，其特征在于，所述载荷采集装置包括若干应变片组，所述若干应变片组沿叶片长度方向均匀分布在叶片各截面上。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片载荷提取系统，其特征在于，所述定位模块(3)包括GPS定位装置和北斗定位装置，定位模块(3)安装在风力发电机塔架处。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片载荷提取系统，其特征在于，所述通信模块(6)分别与监控管理云平台(7)、终端(8)相连。

6.根据权利要求5所述的一种风力发电机组叶片载荷提取系统，其特征在于，所述终端(8)包括PC端和手持设备。

Images