風力發(fā)電機組機械載荷遠程自動測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種風力發(fā)電機組機械載荷遠程自動測量裝置，其包括：接于塔底測試柜且安裝于塔基的塔基應(yīng)變計、安裝于風力發(fā)電機組的氣象傳感器；接于塔頂測試柜且安裝于塔頂?shù)乃攽?yīng)變計、安裝于變槳的變槳速率傳感器、變槳扭矩傳感器、安裝于塔頂?shù)乃敿铀俣葌鞲衅鳎话惭b于葉片的葉片應(yīng)變計，其接于輪轂測試柜；安裝于主軸的主軸應(yīng)變計，其接于機艙測試柜；機艙測試柜連接于風力發(fā)電機組的主控系統(tǒng)；機艙測試柜通過風電機組的以太網(wǎng)而接于主控室。本實用新型可以滿足新的國際標準的測試要求，可以實時監(jiān)測風力發(fā)電機組機械載荷狀態(tài)，提前在特大事故出現(xiàn)之前就對故障征兆進行預(yù)警，指導(dǎo)維護人員進行風電機組的維護，避免特大故障的發(fā)生。
【專利說明】
風力發(fā)電機組機械載荷遠程自動測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種風力發(fā)電機組機械載荷遠程自動測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在風電場中，一般由檢測人員讀取安裝在葉片、風輪、塔架上的應(yīng)變計來測量風力發(fā)電機組的機械載荷。但由于葉片、風輪、塔架都位于高空，檢測人員的作業(yè)風險較大。其次，大型風電場往往擁有幾十甚至上百臺風力發(fā)電機組，必須對這些風力發(fā)電機組一一進行機械載荷的測量，導(dǎo)致檢測人員的工作量很大，另外，最新發(fā)布的2015年國際標準《IEC 61400-13:2015 Wind turbine generator systems- Part 13: Measurement ofmechanical loads》(風力發(fā)電機組-第13部分機械載荷測試)在測試方法上相較于2001年的舊版本有很大變化，增加了測試難度和測試周期，對測試人員提出了更高的要求。因此，設(shè)計一種滿足最新國際標準的能夠遠程自動測量的風力發(fā)電機組的機械載荷測量裝置是至關(guān)重要的。
[0003]依據(jù)最新發(fā)布的2015年國際標準《IEC61400-13:2015 Wind turbine generatorsystems- Part 13: Measurement of mechanical loads》(風力發(fā)電機組-第13部分機械載荷測試)，機械載荷主要檢測項目包括氣象參數(shù)、運行參數(shù)和載荷量三大類，主要難點在于:
[0004]1、新標準在測試方法上相較于之前的2001年版本有很大變化，在氣象參數(shù)方面增加了水平方向湍流強度、垂直方向風切變的測量;在載荷量方面增加了 3個葉片中部揮舞、擺振載荷的測量，增加了塔頂扭矩、塔頂正面、側(cè)面載荷的測量;在運行參數(shù)方面增加了變槳速率、變槳扭矩的測量，增加了塔頂加速度的的測量，包括驅(qū)動側(cè)、非驅(qū)動側(cè)，增加了測試難度和測試周期；
[0005]2、大型風電場往往擁有幾十甚至上百臺風力發(fā)電機組，一般都是安裝在比較偏僻的地區(qū)，尤其是近海風場，進行檢測較為困難、周期長，會造成風機維護延后；由于檢測不及時，不能及時發(fā)現(xiàn)風電機組局部組件出現(xiàn)的問題，不能及時進行更換和維修，從而會影響整個風電機組的使用壽命；
[0006]3、載荷量測試的主要部件位于高空，檢測人員作業(yè)風險很大；
[0007]4、主軸上俯仰及偏航力矩在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中測量，無法使用傳統(tǒng)的有線方式采集數(shù)據(jù)；
[0008]5、當遇到海上風電機組時，使用傳統(tǒng)的有線方式完成測風塔上氣象傳感器的供電和數(shù)據(jù)采集需要進行鋪設(shè)海底電纜，增加了很大的測試成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種風力發(fā)電機組機械載荷遠程自動測量裝置。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的實施方式提供了一種風力發(fā)電機組機械載荷遠程自動測量裝置，其包括:
[0011]安裝于塔基的塔基應(yīng)變計，其信號輸出端接于塔底測試柜的塔底測試柜主控模塊；
[0012]安裝于塔頂?shù)乃攽?yīng)變計，其信號輸出端接于塔頂測試柜的塔頂測試柜主控模塊；
[0013]安裝于葉片的葉片應(yīng)變計，其信號輸出端接于輪轂測試柜的輪轂測試柜主控模塊；
[0014]安裝于主軸的主軸應(yīng)變計，其信號輸出端接于機艙測試柜的機艙測試柜主控模塊；
[0015]安裝于風力發(fā)電機組的氣象傳感器，其信號輸出端接于塔底測試柜的塔底測試柜主控模塊；
[0016]安裝于變槳的變槳速率傳感器、變槳扭矩傳感器，其信號輸出端接于塔頂測試柜的塔頂測試柜主控模塊；
[0017]安裝于塔頂?shù)乃敿铀俣葌鞲衅?，其信號輸出端接于塔頂測試柜的塔頂測試柜主控模塊；
[0018]所述機艙測試柜的機艙測試柜主控模塊連接于風力發(fā)電機組的主控系統(tǒng)；
[0019]所述機艙測試柜的機艙主控模塊通過風電機組的以太網(wǎng)而接于主控室。
[0020]其中，所述氣象傳感器連接于太陽能光伏板供電模塊。
[0021]本實用新型具有如下有益效果:該系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以滿足新的國際標準的測試要求，可以實時監(jiān)測風力發(fā)電機組機械載荷狀態(tài)，提前在特大事故出現(xiàn)之前就對故障征兆進行預(yù)警，指導(dǎo)維護人員進行風電機組的維護，避免特大故障的發(fā)生;采用應(yīng)變計與傳感器采集測量數(shù)據(jù)并通過塔底測試柜、塔頂測試柜、輪轂測試柜將處理后的測量數(shù)據(jù)傳遞給機艙測試柜，從而避免了檢測人員的高空作業(yè)風險，也減少了檢測人員的工作組量。該裝置已開始應(yīng)用于最新的風電機組機械載荷測試領(lǐng)域，取得了較好的使用效果。
【附圖說明】
[0022]圖1為風力發(fā)電機組機械載荷遠程自動測量裝置原理圖。
[0023]附圖標記說明:1、機艙測試柜;2、塔底測試柜;3、塔頂測試柜;4、輪轂測試柜;5.1、塔基應(yīng)變計;5.2、塔頂應(yīng)變計;5.3、葉片應(yīng)變計;5.4、主軸應(yīng)變計;6.1、氣象傳感器;6.2、變槳速率傳感器;6.3、變槳扭矩傳感器;6.4、塔頂加速度傳感器;7、風力發(fā)電機組的主控系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型。
[0025]如圖1所示，一種風力發(fā)電機組機械載荷遠程自動測量裝置，其包括:安裝于塔基的塔基應(yīng)變計5.1、安裝于塔頂?shù)乃攽?yīng)變計5.2、安裝于葉片的葉片應(yīng)變計5.3、安裝于主軸的主軸應(yīng)變計5.4、安裝于風力發(fā)電機組的氣象傳感器6.1、安裝于變槳的變槳速率傳感器6.2、變槳扭矩傳感器6.3以及安裝于塔頂?shù)乃敿铀俣葌鞲衅?.4，通過各應(yīng)變計、傳感器而將相應(yīng)數(shù)據(jù)進行采集，之后輸送到主控室，在主控室顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)而便于操作人員及時知曉風力發(fā)電機組各項參數(shù)，為相應(yīng)決策提供數(shù)據(jù)支持。
[0026]其中，安裝于塔基的塔基應(yīng)變計5.1，其信號輸出端接于塔底測試柜2的塔底測試柜主控模塊，諸如塔底測試柜控制器，該塔底測試柜設(shè)置有接于塔底測試柜控制器的顯示裝置，塔基應(yīng)變計通過有線方式將塔基應(yīng)變信號傳輸給塔底測試柜。
[0027]其中，安裝于塔頂?shù)乃攽?yīng)變計5.2，其信號輸出端接于塔頂測試柜3的塔頂測試柜主控模塊，諸如塔頂測試柜控制器，該塔頂測試柜設(shè)置有連接于塔頂測試柜控制器的顯示裝置，塔頂應(yīng)變計通過有線方式將塔頂應(yīng)變信號傳輸給塔頂測試柜。
[0028]其中，安裝于葉片的葉片應(yīng)變計5.3，其信號輸出端接于輪轂測試柜4的輪轂測試柜主控模塊，諸如輪轂測試柜控制器，該輪轂測試柜可設(shè)置接于輪轂測試柜控制器的顯示裝置，葉片應(yīng)變計通過滑環(huán)方式將葉片應(yīng)變信號傳輸給輪轂測試柜。
[0029]其中，安裝于主軸的主軸應(yīng)變計5.4，其信號輸出端接于機艙測試柜I的機艙測試柜主控模塊，諸如機艙測試柜控制器，該機艙測試柜可設(shè)置接于機艙測試柜控制器的顯示裝置，主軸應(yīng)變計通過無線方式將主軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的應(yīng)變信號傳輸給機艙測試柜，解決旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上有線無法傳輸信號的問題。
[0030]其中，安裝于風力發(fā)電機組的氣象傳感器6.1，其信號輸出端接于塔底測試柜2的塔底測試柜主控模塊，諸如塔底測試柜控制器，且該塔底測試柜可設(shè)置連接于塔底測試柜控制器的顯示裝置，所述氣象傳感器連接于太陽能光伏板供電模塊，氣象傳感器采用太陽能光伏板供電，并通過無線方式將氣象參數(shù)信號傳輸給塔底測試柜，避免了海底電纜鋪設(shè)成本過大的問題。
[0031]所述氣象傳感器6.1為便于其安裝，其可連接一個磁鐵吸附結(jié)構(gòu)，便于其吸附于金屬結(jié)構(gòu)之上的同時，安裝更加便捷。
[0032]其中，安裝于變槳的變槳速率傳感器6.2、變槳扭矩傳感器6.3，其信號輸出端接于塔頂測試柜3的塔頂測試柜主控模塊，諸如塔頂測試柜控制器，所述變槳速率傳感器6.2、變槳扭矩傳感器6.3通過有線方式將信號傳遞給塔頂測試柜，該塔頂測試柜處可設(shè)置連接于塔頂測試柜控制器的顯示裝置。
[0033]其中，安裝于塔頂?shù)乃敿铀俣葌鞲衅?.4，其信號輸出端接于塔頂測試柜3的塔頂測試柜主控模塊，諸如塔頂測試柜控制器，塔頂加速度傳感器通過有線方式將信號傳輸給塔頂測試柜，該塔頂測試柜處可設(shè)置連接于塔頂測試柜控制器的顯示裝置。
[0034]所述機艙測試柜I的機艙測試柜主控模塊連接于風力發(fā)電機組的主控系統(tǒng)7，且機艙測試柜與風力發(fā)電機組的主控系統(tǒng)通過有線方式進行數(shù)據(jù)通信。
[0035]所述機艙測試柜的機艙主控模塊通過風電機組的以太網(wǎng)而接于主控室，通以太網(wǎng)將相關(guān)荷載參數(shù)輸送至風電場工作人員所在的主控室內(nèi)進行遠程監(jiān)控。
[0036]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實施方式是實現(xiàn)本實用新型的具體實施例，而在實際應(yīng)用中，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本實用新型的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.風力發(fā)電機組機械載荷遠程自動測量裝置，其特征在于，其包括: 安裝于塔基的塔基應(yīng)變計，其信號輸出端接于塔底測試柜的塔底測試柜主控模塊； 安裝于塔頂?shù)乃攽?yīng)變計，其信號輸出端接于塔頂測試柜的塔頂測試柜主控模塊； 安裝于葉片的葉片應(yīng)變計，其信號輸出端接于輪轂測試柜的輪轂測試柜主控模塊； 安裝于主軸的主軸應(yīng)變計，其信號輸出端接于機艙測試柜的機艙測試柜主控模塊； 安裝于風力發(fā)電機組的氣象傳感器，其信號輸出端接于塔底測試柜的塔底測試柜主控 豐旲塊; 安裝于變槳的變槳速率傳感器、變槳扭矩傳感器，其信號輸出端接于塔頂測試柜的塔頂測試柜主控模塊；安裝于塔頂?shù)乃敿铀俣葌鞲衅?，其信號輸出端接于塔頂測試柜的塔頂測試柜主控模塊； 所述機艙測試柜的機艙測試柜主控模塊連接于風力發(fā)電機組的主控系統(tǒng)； 所述機艙測試柜的機艙主控模塊通過風電機組的以太網(wǎng)而接于主控室。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電機組機械載荷遠程自動測量裝置，其特征在于，所述氣象傳感器連接于太陽能光伏板供電模塊。
【文檔編號】F03D7/00GK205592074SQ201620396198
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】莊駿, 肖洋, 袁野
【申請人】上海中認尚科新能源技術(shù)有限公司