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本发明公开了一种基于三轴姿态传感器的风机净空距离调整方法及系统, 包括:处于风力发电机组运转时的当前叶片采集叶片尖端的实时尖端姿态数据并上传至云计算服务平台的姿态变化信息管理平台,姿态变化信息管理平台存储有已有尖端姿态数据和已有旋转速度数据;在姿态变化信息管理平台中计算符合最佳发电效率的由工作叶片所上传的已有尖端姿态数据和已有旋转速度数据;利用符合最佳发电效率的已有旋转速度数据对当前叶片的旋转角度进行调整,并将当前叶片采集的实时尖端姿态数据以及旋转速度数据上传至姿态变化信息管理平台。根据本发明的该控制方法及系统,能够实现对旋转工作以及旋转角度的主动控制,从而提高叶片旋转控制的安全性。
The invention discloses a fan clearance distance adjusting method and system based on a three-axis attitude sensor. The method comprises the following steps of : collecting real-time tip attitude data of a tip of a blade by a current blade when the wind generating set operates, and uploading the data to an attitude change information management platform of a cloud computing service platform, wherein the attitude change information management platform stores existing tip attitude data and existing rotating speed data; Calculating the existing tip attitude data and the existing rotation speed data uploaded by the working blade in accordance with the optimal power generation efficiency in the attitude change information management platform; The rotation angle of the current blade is adjusted by utilizing the existing rotation speed data meeting the optimal power generation efficiency, and the real-time tip attitude data and the rotation speed data acquired by the current blade are uploaded to an attitude change information management platform. The control method and system of the present invention can realize the active control of rotation work and rotation angle and thus raise the safety of blade rotation control.
| 方法过程 | 调节方法 | 风机间隙距离调节方法 |
| 其它方法过程 | 叶片调节领域 | |
| 测量实验 | 传感器 | 三轴姿态传感器 |
| 电力动力 | 电机组 | 风力发电机组 |
| 技术功效句 | 同时避免因迎风角度传感器等传感装置带来的误差而对旋转控制效果造成不利影响; 至少在一定程度上实现对旋转工作以及旋转角度的主动控制; 从而降低叶片旋转控制的安全性风险并有利于改善旋转系统相关元件的使用寿命和经济性 |
| 技术功效短语 | 避免不利影响; 实现旋转工作; 改善元件使用寿命; 降低旋转; 实现角度控制; 改善经济性 |
| 技术功效1级 | 不利; 旋转率; 寿命; 可控性; 经济性 |
| 技术功效2级 | 不利避免; 旋转率; 寿命提高; 旋转率降低; 可控性; 经济性提高 |
| 技术功效3级 | 影响不利避免; 实现工作旋转率; 元件使用寿命提高; 旋转率降低; 实现角度可控性; 经济性提高 |
| 技术功效TRIZ参数 | 27-可靠性;37-控制与测量的复杂性;39-生产率; |
| 主分类号 |
|
| IPC分类号 | |
| CPC分类号 |
| 国民经济行业分类 | 制造业 电力、热力、燃气及水生产和供应业 信息传输、软件和信息技术服务业 居民服务、修理和其他服务业 |
| 国民经济行业(主) | 制造业 电力、热力、燃气及水生产和供应业 |
| 新兴产业分类 | 互联网与云计算、大数据服务 风能产业 |
| 新兴产业(主) | 风能产业 |
| 知识密集型分类 | 信息通信技术制造业 信息通信技术服务业 |
| 学科分类 | 工程 |
| 清洁能源产业分类 | 风能产业 |
| 数字经济核心产业分类 | 数字产品制造业 数字技术应用业 数字要素驱动业 |
| 代理机构 | 合肥市都耒知识产权代理事务所(普通合伙) 34227 |
| 代理人 | 何鑫鑫 |
| 申请语言 | 汉语 |
| 审查员 | 王晗 |
1.一种基于三轴姿态传感器的风机净空距离调整方法,其特征在于,该方法包括:
在风力发电机组运转时的当前叶片采集叶片尖端的实时尖端姿态数据并将获取的所述实时尖端姿态数据上传至云计算服务平台,其中,所述云计算服务平台中包括所述叶片尖端的姿态变化信息管理平台,所述姿态变化信息管理平台中存储有工作叶片在所述叶片尖端上执行旋转工作时上传的已有尖端姿态数据和已有旋转速度数据;
在所述姿态变化信息管理平台中计算符合最佳发电效率的由工作叶片所上传的所述已有尖端姿态数据和所述已有旋转速度数据,其中所述最佳发电效率被定义为所述已有尖端姿态数据所显示的风机净空距离和所述实时尖端姿态数据反映的风机净空距离一致,并且所述已有尖端姿态数据的上传误差满足提前设定的风机净空距离波动区间;
利用符合所述最佳发电效率的所述已有旋转速度数据对所述当前叶片的旋转角度进行调整,并且将所述当前叶片采集的所述实时尖端姿态数据以及旋转速度数据上传至所述姿态变化信息管理平台。
2.如权利要求1所述的一种基于三轴姿态传感器的风机净空距离调整方法,其特征在于,所述姿态变化信息管理平台还存储有基于提前设定的姿态变化规律提取算法从所述已有尖端姿态数据中提取的姿态变化规律,所述姿态变化规律包括叶片旋转阻尼变化数据和叶片旋转风速及风向变化数据。
3.如权利要求2所述的一种基于三轴姿态传感器的风机净空距离调整方法,其特征在于,计算符合所述最佳发电效率的所述已有尖端姿态数据和所述已有旋转速度数据的步骤包括:
利用所述姿态变化规律提取算法提取所述实时尖端姿态数据所包含的姿态变化规律;
利用所述姿态变化规律的比对以及上传误差,在所述姿态变化信息管理平台中计算符合所述最佳发电效率的所述已有尖端姿态数据和所述已有旋转速度数据。
4.如权利要求3所述的一种基于三轴姿态传感器的风机净空距离调整方法,其特征在于,该方法还包括形成所述姿态变化信息管理平台的步骤,形成所述姿态变化信息管理平台的步骤包括:
利用所述姿态变化规律,将所述姿态变化信息管理平台中存储的所述已有尖端姿态数据分为不同风机净空安全距离范围;
计算符合所述最佳发电效率的所述已有尖端姿态数据和所述已有旋转速度数据的步骤还包括:
利用所述实时尖端姿态数据所包含的姿态变化规律确定其所属的风机净空安全距离范围;
在所述姿态变化信息管理平台中计算与所述实时尖端姿态数据的风机净空安全距离范围相同且上传误差距离当前误差的协方差不超过所述风机净空距离波动区间的所述已有尖端姿态数据和所述已有旋转速度数据。
5.如权利要求4所述的一种基于三轴姿态传感器的风机净空距离调整方法,其特征在于,所述不同风机净空安全距离范围涉及不同自然条件下的设定风力承载程度的风机净空距离;
所述不同风机净空安全距离范围涉及不同自然条件下的叶片尖端弧度或风机塔筒高度。
6.如权利要求1所述的一种基于三轴姿态传感器的风机净空距离调整方法,其特征在于,所述已有旋转速度数据包括输出至旋转装置的旋转角度;
所述已有旋转速度数据还包括叶片的磨损程度数据、制作材料数据、迎风面积以及迎风角度。
7.如权利要求1所述的一种基于三轴姿态传感器的风机净空距离调整方法,其特征在于,该方法还包括:
若在所述姿态变化信息管理平台中未能计算到符合所述最佳发电效率的所述已有尖端姿态数据和所述已有旋转速度数据,则切换至被动旋转控制模式控制所述当前叶片的旋转角度,同时仍将所述当前叶片采集的所述实时尖端姿态数据以及旋转速度数据上传至所述姿态变化信息管理平台。
8.如权利要求1所述的一种基于三轴姿态传感器的风机净空距离调整方法,其特征在于,该方法还包括:
监测所述当前叶片的迎风角度,并根据所述迎风角度判断所述当前叶片是否出现叶片尖端与风机塔筒碰撞风险,若出现叶片尖端与风机塔筒碰撞风险则切换至被动旋转控制模式控制所述当前叶片的旋转角度。
9.如权利要求1所述的一种基于三轴姿态传感器的风机净空距离调整方法,其特征在于,在边缘计算网关上建立所述姿态变化信息管理平台,并由所述边缘计算网关执行计算符合所述最佳发电效率的所述已有尖端姿态数据和所述已有旋转速度数据的步骤,然后将符合所述最佳发电效率的所述已有旋转速度数据发送至所述当前叶片的旋转控制系统,从而由所述旋转控制系统对所述旋转角度进行调整。
10.一种基于三轴姿态传感器的风机净空距离调整系统,其特征在于,该系统包括:云计算服务平台、叶片姿态采集传感器、叶片旋转速度数据采集组件、叶片数据传输组件、姿态对比优化组件、叶片旋转调控组件、叶片风角度传感器、叶片信息传输组件、叶片旋转控制组件;
所述云计算服务平台具有叶片尖端的姿态变化信息管理平台,所述姿态变化信息管理平台中存储有工作叶片在叶片尖端上执行旋转工作时上传的已有尖端姿态数据和已有旋转速度数据;
所述叶片姿态采集传感器用于在所述叶片处于风力发电机组运转时期间采集叶片尖端的实时尖端姿态数据;
所述叶片旋转速度数据采集组件用于采集所述叶片在叶片尖端上执行旋转工作时的旋转速度数据;
所述叶片信息传输组件用于获取所述实时尖端姿态数据和所述旋转速度数据并将其上传至所述云计算服务平台;
所述姿态对比优化组件用于在所述姿态变化信息管理平台中计算符合最佳发电效率的由工作叶片所上传的所述已有尖端姿态数据和所述已有旋转速度数据并将其提供至安装于叶片上的旋转控制组件,其中所述最佳发电效率被定义为所述已有尖端姿态数据所显示的风机净空距离和所述实时尖端姿态数据反映的风机净空距离一致,并且所述已有尖端姿态数据的上传误差满足提前设定的风机净空距离波动区间;
所述叶片旋转调控组件用于利用符合所述最佳发电效率的所述已有旋转速度数据对处于风力发电机组运转时的叶片的旋转角度进行调整;
所述叶片旋转控制组件用于获取所述叶片风角度传感器所测量的迎风角度并根据所述迎风角度判断所述叶片是否出现叶片尖端与风机塔筒碰撞风险,若出现叶片尖端与风机塔筒碰撞风险则切换至被动旋转控制模式控制所述叶片的旋转角度。
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