CN101839216A - 具有应变传感器的风力发电机智能叶片 - Google Patents

具有应变传感器的风力发电机智能叶片 Download PDF

Info

Publication number
CN101839216A
CN101839216A CN201010175171A CN201010175171A CN101839216A CN 101839216 A CN101839216 A CN 101839216A CN 201010175171 A CN201010175171 A CN 201010175171A CN 201010175171 A CN201010175171 A CN 201010175171A CN 101839216 A CN101839216 A CN 101839216A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blade
intelligent
strain
strain transducer
controller
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
Application number
CN201010175171A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101839216B (zh
Inventor
赵新华
郭大宏
杨雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WUXI WIND POWER INSTITUTE Co Ltd
Original Assignee
WUXI WIND POWER INSTITUTE Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WUXI WIND POWER INSTITUTE Co Ltd filed Critical WUXI WIND POWER INSTITUTE Co Ltd
Priority to CN201010175171.XA priority Critical patent/CN101839216B/zh
Publication of CN101839216A publication Critical patent/CN101839216A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101839216B publication Critical patent/CN101839216B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明涉及一种风力发电机叶片，尤其是一种具有应变传感器的风力发电机智能叶片。按照本发明提供的技术方案，所述具有应变传感器的智能发电机叶片，包括叶片本体；所述叶片本体内对应于叶尖、叶中及叶根部均设有应变传感器。本发明在叶片本体内的叶尖、叶中及叶根部设置应变传感器，能够检测叶片本体对应部位的应变量，通过智能叶片控制器与主控制器控制变桨机构进行变桨，使风力发电机能够最大程度的捕捉风能；且叶片本体在变桨机构作用下，能够减小运行负载，叶片本体运行安全可靠，实现对叶片本体的有效保护。

Description

具有应变传感器的风力发电机智能叶片
技术领域
本发明涉及一种风力发电机叶片，尤其是一种具有应变传感器的风力发电机智能叶片。
背景技术
风力发电机是一种利用风力机叶片捕获风能，并将其转换为机械能，进而驱动发电机发电的能源机械。风力发电机一般安装在风能资源丰富的地区，工作在恶劣的环境中，比如高低温、台风、雷击、风沙和各种腐蚀等影响。风力发电机的叶片直径大，叶片各部分受力不均匀，加速、减速频繁，容易造成叶片的损坏。
由于国内风力发电行业起步较晚，风力发电机组的制造技术还不成熟，风力发电机组在运行阶段，通常需要专业的技术服务人员对风力发电机组进行定期检修、维护或故障处理以保证风力发电机组的可靠运行。技术服务人员需要在风力发电机组处于停机状态下，攀登到高度在40～80米的风力发电机舱使用手持式现场测试仪器采集布置监测点的数据，并依此来进行检修。由于风电场风力发电机组数量和单台风力发电机组监测点较多，导致技术服务人员重复性劳动而且因检修造成停机也给风电场带来了发电量的损失。同时，风力发电机组的数据采集完成后，还需要在实验室对采集数据进行分析，不便于了解风力发电机组的实时运行状态。同时，在叶片运行过程中，为了增加叶片的捕风能力，还需要及时根据风向的变化对叶片进行变桨和偏航作用。目前，用于测定风向的风向仪的灵敏度不够，从而导致叶片不能及时根据需要偏航和变桨，造成了发电量有所下降带来了相应的经济损失。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有应变传感器的风力发电机智能叶片，其能够检测叶片的运行状态，便于对叶片运行进行控制。
按照本发明提供的技术方案，所述具有应变传感器的风力发电机智能叶片，包括叶片本体；所述叶片本体内对应于叶尖、叶中及叶根部均设有应变传感器，所述应变传感器检测叶片本体产生的应变量，并将所述应变量传输到智能叶片控制器。
所述智能叶片控制器与变桨机构电性相连。所述控制器的输入端与采集器相连，控制器通过采集器采集应变传感器检测的叶片本体的应变量。所述采集器接收应变传感器检测叶片本体对应部位的应变量，并通过通信模块将所述应变量传输到主控制器，所述主控制器与智能叶片控制器相互连接。所述主控制器与变桨机构电连接。所述叶片本体通过变桨轴承安装在轮毂上；所述轮毂通过主轴安装在风力发电机组上，所述风力发电机组位于塔架上。所述采集器的采样频率为0.01～5Hz。所述应变传感器为外贴应变片、内部预埋应变片或预埋光纤应变传感器。
本发明的优点：在叶片本体内的叶尖、叶中及叶根部设置应变传感器，通过应变传感器能够检测叶片本体对应部位的应变量；所述应变量传输到智能叶片控制器与主控制器，智能叶片控制器与主控制器通过控制变桨机构进行变桨，使风力发电机能够最大程度的捕捉风能；且叶片本体在变桨机构作用下，能够减小运行负载，叶片本体运行安全可靠，实现对叶片本体的有效保护。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示：本发明包括叶片本体1、应变传感器2、采集器3、变桨机构4、智能叶片控制器5、通信模块6、主控制器7、风力发电机组8、塔架9、轮毂11及变桨轴承12。
如图1所示：在叶片本体1内的对应于叶尖、叶中及叶根部均设置应变传感器2，所述应变传感器2能够检测叶片本体1在风10的作用下对应部位的应变量；所述应变传感器2为外贴应变片、内部预埋应变片或预埋光纤应变传感器。所述采集器3采集应变传感器2检测的应变量，采集器3将所述应变量直接传输到智能叶片控制器5或通过通信模块6传输到主控制器7，所述智能叶片控制器5与主控制器7相互连接，通过主控制器7与智能叶片控制器5的相互配合，能够实现对叶片本体1的集中控制与分散控制。所述采集器3的采样频率为0.01～5Hz。所述智能叶片控制器5与主控制器7的输出端均与变桨机构4的输入端相连，控制变桨机构4执行变桨动作，实现叶片本体1对风10的最大捕捉。
所述叶片本体1通过变桨轴承12安装在轮毂11上，轮毂11通过主轴安装在风力发电机组8上；所述风力发电机组8位于塔架9上。
如图1所示：使用时，所述应变传感器2检测叶片本体1在风10的作用下，叶片本体1对应部位产生的应变量。所述采集器3将所述应变量传输到智能叶片控制器5或主控制器7。通过智能叶片控制器5与主控制器7的相互配合，能够实现对叶片本体1的集中控制与分散控制，控制方便。所述主控制器7与智能叶片控制器5根据对应的应变量，进一步分析叶片本体1的模态，得到叶片本体1现在的工作状态；当所述主控制器7或智能叶片控制器5得到叶片本体1的工作状态，不能最大程度捕捉风能时，主控制器7或智能叶片控制器5会修改控制器内对应的控制参数，并根据当前风10的大小和方向，确定控制风力发电机的控制算法，修改变桨机构4的变桨参数，驱动变桨机构4进行变桨，使叶片本体1能够最大程度捕捉风能，且能够减少叶片本体1负荷，确保叶片本体1安全运行。
本发明通过应变传感器2检测叶片本体1在当前状态下产生的应变量，智能叶片控制器5或主控制器7根据所述应变量的大小和风10的大小和方向，对叶片本体1的运行模态进行分析，进而修改变桨机构4的参数，调整叶片本体1的运行。本发明能够减少叶片本体1的负荷，确保叶片本体1的可靠，发电量多，自我保护能力强，结构简单，安全可靠。

Claims (8)

1.一种具有应变传感器的风力发电机智能叶片，包括叶片本体(1)，其特征是：所述叶片本体(1)内对应于叶尖、叶中及叶根部均设有应变传感器(2)，所述应变传感器(2)检测叶片本体(1)产生的应变量，并将所述应变量传输到智能叶片控制器(5)。
2.根据权利要求1所述的具有应变传感器的风力发电机智能叶片，其特征是：所述智能叶片控制器(5)与变桨机构(4)电性相连。
3.根据权利要求1所述的具有应变传感器的风力发电机智能叶片，其特征是：所述控制器(5)的输入端与采集器(3)相连，控制器(5)通过采集器(3)采集应变传感器(2)检测的叶片本体(1)的应变量。
4.根据权利要求3所述的具有应变传感器的风力发电机智能叶片，其特征是：所述采集器(3)接收应变传感器(2)检测叶片本体(1)对应部位的应变量，并通过通信模块(6)将所述应变量传输到主控制器(7)，所述主控制器(7)与智能叶片控制器(5)相互连接。
5.根据权利要求4所述的具有应变传感器的风力发电机智能叶片，其特征是：所述主控制器(7)与变桨机构(4)电连接。
6.根据权利要求1所述的具有应变传感器的风力发电机智能叶片，其特征是：所述叶片本体(1)通过变桨轴承(12)安装在轮毂(11)上；所述轮毂(11)通过主轴安装在风力发电机组(8)上，所述风力发电机组(8)位于塔架(9)上。
7.根据权利要求3所述的具有应变传感器的风力发电机智能叶片，其特征是：所述采集器(3)的采样频率为0.01～5Hz。
8.根据权利要求1所述的具有应变传感器的风力发电机智能叶片，其特征是：所述应变传感器(2)为外贴应变片、内部预埋应变片或预埋光纤应变传感器。
CN201010175171.XA 2010-05-11 2010-05-11 具有应变传感器的风力发电机智能叶片 Active CN101839216B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010175171.XA CN101839216B (zh) 2010-05-11 2010-05-11 具有应变传感器的风力发电机智能叶片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010175171.XA CN101839216B (zh) 2010-05-11 2010-05-11 具有应变传感器的风力发电机智能叶片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101839216A true CN101839216A (zh) 2010-09-22
CN101839216B CN101839216B (zh) 2015-04-01

Family

ID=42742814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010175171.XA Active CN101839216B (zh) 2010-05-11 2010-05-11 具有应变传感器的风力发电机智能叶片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101839216B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105822508A (zh) * 2016-04-29 2016-08-03 安徽容知日新信息技术有限公司 一种监测风力发电设备的叶片形变的***
CN106323542A (zh) * 2016-11-23 2017-01-11 重庆大学 用于测量风力发电机覆冰后表面风压的装置
CN106679611A (zh) * 2017-01-23 2017-05-17 武汉科技大学 Kr脱硫搅拌器叶片内部应变测量装置
CN107036692A (zh) * 2015-07-15 2017-08-11 成都阜特科技股份有限公司 一种风力发电机组叶片覆冰量测量方法
CN107044388A (zh) * 2016-12-19 2017-08-15 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机叶片健康状态监测***及监测方法
CN107781118A (zh) * 2017-10-25 2018-03-09 西安锐益达风电技术有限公司 基于多元传感信息的风力发电机叶片健康状态监测***
CN109916293A (zh) * 2019-03-20 2019-06-21 中国航发湖南动力机械研究所 应变计的安装工艺
US11002248B2 (en) 2016-02-16 2021-05-11 Vestas Wind Systems A/S Control system for a wind turbine comprising a blade controller for each blade of the wind turbine
CN113027702A (zh) * 2021-03-22 2021-06-25 明阳智慧能源集团股份公司 基于叶尖变形量的风电机组载荷降载及塔架净空控制方法
CN117595156A (zh) * 2024-01-16 2024-02-23 中国航发四川燃气涡轮研究院 后面级整体多级盘榫槽连接结构叶片高温应变片走线方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK58998A (da) * 1998-04-30 1999-10-31 Lm Glasfiber As Vindmølle
US20070108770A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-17 General Electric Company Rotor for a wind energy turbine
US20070128025A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-07 General Electric Company Wind blade assembly and method for damping load or strain
CN101636581A (zh) * 2007-02-19 2010-01-27 维斯塔斯风力***有限公司 带有应变检测机构的风轮机叶片、风轮机、块状传感器单元及其使用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK58998A (da) * 1998-04-30 1999-10-31 Lm Glasfiber As Vindmølle
US20070108770A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-17 General Electric Company Rotor for a wind energy turbine
US20070128025A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-07 General Electric Company Wind blade assembly and method for damping load or strain
CN101636581A (zh) * 2007-02-19 2010-01-27 维斯塔斯风力***有限公司 带有应变检测机构的风轮机叶片、风轮机、块状传感器单元及其使用

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107036692B (zh) * 2015-07-15 2019-11-08 成都阜特科技股份有限公司 一种风力发电机组叶片覆冰量测量方法
CN107036692A (zh) * 2015-07-15 2017-08-11 成都阜特科技股份有限公司 一种风力发电机组叶片覆冰量测量方法
US11002248B2 (en) 2016-02-16 2021-05-11 Vestas Wind Systems A/S Control system for a wind turbine comprising a blade controller for each blade of the wind turbine
CN105822508A (zh) * 2016-04-29 2016-08-03 安徽容知日新信息技术有限公司 一种监测风力发电设备的叶片形变的***
CN106323542A (zh) * 2016-11-23 2017-01-11 重庆大学 用于测量风力发电机覆冰后表面风压的装置
CN107044388A (zh) * 2016-12-19 2017-08-15 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机叶片健康状态监测***及监测方法
CN107044388B (zh) * 2016-12-19 2019-06-21 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机叶片健康状态监测***及监测方法
CN106679611A (zh) * 2017-01-23 2017-05-17 武汉科技大学 Kr脱硫搅拌器叶片内部应变测量装置
CN107781118A (zh) * 2017-10-25 2018-03-09 西安锐益达风电技术有限公司 基于多元传感信息的风力发电机叶片健康状态监测***
CN107781118B (zh) * 2017-10-25 2019-11-05 西安锐益达风电技术有限公司 基于多元传感信息的风力发电机叶片健康状态监测***
CN109916293A (zh) * 2019-03-20 2019-06-21 中国航发湖南动力机械研究所 应变计的安装工艺
CN113027702A (zh) * 2021-03-22 2021-06-25 明阳智慧能源集团股份公司 基于叶尖变形量的风电机组载荷降载及塔架净空控制方法
CN113027702B (zh) * 2021-03-22 2022-03-22 明阳智慧能源集团股份公司 基于叶尖变形量的风电机组载荷降载及塔架净空控制方法
CN117595156A (zh) * 2024-01-16 2024-02-23 中国航发四川燃气涡轮研究院 后面级整体多级盘榫槽连接结构叶片高温应变片走线方法
CN117595156B (zh) * 2024-01-16 2024-05-03 中国航发四川燃气涡轮研究院 后面级整体多级盘榫槽连接结构叶片高温应变片走线方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101839216B (zh) 2015-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101839216B (zh) 具有应变传感器的风力发电机智能叶片
CN101818724A (zh) 一种风力发电机智能叶片
CN101476541B (zh) 用于风力发电机组的独立变桨控制***及控制方法
CN106815771B (zh) 一种风电场载荷的长期评估方法
CN101825893A (zh) 风电机组集中和远程监控、故障诊断***
CN103343728A (zh) 风力发电机组远程在线多模式健康状态监测与故障诊断***
CN201820121U (zh) 一种风电机组集中和远程监控、故障诊断***
CN202602375U (zh) 风力发电箱式变压器云终端
CN201562042U (zh) 一种实验室内风电机组整机全功率测试装置
CN103670921A (zh) 风力发电机组智能状态监控***
CN103161669A (zh) 一种监控风电场运行的***及方法
Salem et al. A review of condition monitoring techniques of the wind turbines gearbox and rotor
CN104533730A (zh) 一种风力发电机组状态监测***
CN101846547A (zh) 风力发电机振动检测装置
CN106199428A (zh) 高压大功率双馈型风力发电机试验***及其测控***
CN107630785B (zh) 一种多种工况下的风电机组保护控制***
CN203117391U (zh) 一种风力发电机状态监控与智能分析***
CN203704983U (zh) 一种基于无线传输的风力机叶根应力和叶片振动检测装置
CN202453182U (zh) 一种风电机组齿轮箱故障诊断装置
CN201671762U (zh) 具有低电压穿越功能的液压驱动独立变桨冗余控制***
CN203745076U (zh) 便携式无线通讯式双馈风电机组齿轮箱振动测试装置
CN105649896A (zh) 风电机组智能监控运行控制***及其控制方法
CN212690237U (zh) 一种用于风电场塔筒涡激振动预警***的数据采集***
CN203962299U (zh) 风力发电机叶片断裂诊断装置
CN202916207U (zh) 一种风力发电机组叶片损伤在线检测***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant