風力發電機組監測系統及風力發電機組技術方案

本實用新型專利技術提供一種風力發電機組監測系統及風力發電機組。該風力發電機組監測系統包括：輪轂監測部，監測風力發電機組的葉片的載荷信號、風力發電機組的主軸承的朝向輪轂的第一側的溫度信號、和轉軸的振動信號中的至少一個信號，機艙監測部，監測定子支架的振動信號、主軸承的振動信號、主軸承朝向機艙的第二側的溫度信號、風力發電機組的定軸的載荷信號、塔筒頂部的載荷信號中的至少一個信號；塔底監測部，塔底監測部監測塔筒基礎的位移信號、塔筒底部的載荷信號中的至少一個信號，塔底控制單元與第三采集單元連接，接收第三采集單元的采集數據，并將第三采集單元的采集數據發送給機艙控制單元。該風力發電機組監測信號全面。

Wind turbine monitoring system and wind turbine generator set

The utility model provides a wind power generator monitoring system and a wind power generator set. The wind turbine monitoring system includes: wheel monitoring, monitoring of wind turbine blade load signal, wind turbine main bearing hub toward the first side of the temperature signal, and the shaft vibration signal of at least one of the signal monitoring, monitoring the vibration signal of the stator frame, main bearing the vibration signal, the main bearing toward the second side of the cabin temperature signal, wind turbine shaft load signal, the tower top load signal in at least one signal; the bottom of the tower monitoring department, at the bottom of the column load displacement signal, signal monitoring department monitoring tower foundation at the bottom of the tower in at least one a signal control unit is connected with the bottom of the tower third acquisition unit, data acquisition unit receives third, and will send the collected data acquisition unit for third engine control unit . The monitoring signal of the wind turbine is comprehensive.

【技術實現步驟摘要】
風力發電機組監測系統及風力發電機組
本技術涉及風力發電設備領域，尤其涉及一種風力發電機組監測系統及風力發電機組。
技術介紹
風力發電機組受其工作環境惡劣，湍流風速不穩定的因素的影響，造成風力發電機組所受載荷變化劇烈，這回造成風力發電機組的部件在工作一段時間后損壞。無論是海上型機組還是陸地安裝機組，關鍵大部件的損壞產生的直接和間接影響是巨大的，一旦風力發電機組的部件損壞造成停機，會造成很大的損失，而目前大多數風力發電機組只能監測風力發電機組的振動變化，而風力發電機組的振動變化并不能很好地反映風力發電機組的部件的損傷狀態，造成對風力發電機組的監測不好的問題。
技術實現思路
本技術的實施例提供一種風力發電機組監測系統及風力發電機組，以解決風力發電機組監測效果不好的問題。為達到上述目的，本技術的實施例提供一種風力發電機組監測系統，包括：輪轂監測部，輪轂監測部包括輪轂控制單元和第一采集單元，第一采集單元監測風力發電機組的葉片的載荷信號、風力發電機組的主軸承的朝向輪轂的第一側的溫度信號、和轉軸的振動信號中的至少一個信號，輪轂控制單元與第一采集單元連接，并接收第一采集單元的采集數據；機艙監測部，機艙監測部包括機艙控制單元和第二采集單元，第二采集單元監測定子支架的振動信號、主軸承的振動信號、主軸承朝向機艙的第二側的溫度信號、風力發電機組的定軸的載荷信號、塔筒頂部的載荷信號中的至少一個信號，機艙控制單元與第二采集單元連接，并接收第二采集單元的采集數據，機艙控制單元與輪轂控制單元無線連接，且接收輪轂控制單元發送的第一采集單元的采集數據；塔底監測部，塔底監測部包括塔底控制單元和第三采集單元，第三采集單元監測塔筒基礎的位移信號、塔筒底部的載荷信號中的至少一個信號，塔底控制單元與第三采集單元連接，接收第三采集單元的采集數據，并將第三采集單元的采集數據發送給機艙控制單元。進一步地，機艙控制單元將運行數據、第一采集單元的采集數據、第二采集單元的采集數據和第三采集單元的采集數據依據時間序列同步并生成融合數據。進一步地，第一采集單元包括：第一載荷傳感器，第一載荷傳感器設置在葉片的根部，并檢測葉片根部的第一方向載荷和第二方向載荷；和/或，第一溫度傳感器，第一溫度傳感器為一個以上，且設置在主軸承的第一側面上，檢測所在位置的主軸承的溫度值；和/或，第一振動傳感器，第一振動傳感器為一個以上，且設置在轉軸上，檢測轉軸的軸向振動信號、徑向振動信號和切向振動信號。進一步地，第一采集單元還包括：第一噪聲傳感器，第一噪聲傳感器設置在機艙頂部上，并檢測所在風力發電機組的葉片的噪聲。進一步地，第二采集單元包括：第二振動傳感器，第二振動傳感器為一個以上，且設置在定子支架上，檢測定子支架的軸向振動信號和徑向振動信號；和/或，第三振動傳感器，第三振動傳感器為一個以上，且設置在主軸承上，檢測主軸承的軸向振動信號和徑向振動信號；和/或，第二溫度傳感器，第二溫度傳感器為一個以上，且設置在主軸承的第二側，檢測所在位置的主軸承的溫度值；和/或，第二載荷傳感器，第二載荷傳感器設置在定軸上，檢測定軸的第一方向彎矩、第二方向彎矩和定軸扭矩；和/或，第三載荷傳感器，第三載荷傳感器設置在塔筒頂部，檢測塔筒頂部的第一方向彎矩、第二方向彎矩和塔筒扭矩。進一步地，第三采集單元包括：第一位移傳感器，第一位移傳感器設置在塔筒基礎上，并檢測塔筒基礎的第一方向位移和第二方向位移；和/或，第四載荷傳感器，第四載荷傳感器設置在塔筒底部，檢測塔筒底部的第一方向彎矩、第二方向彎矩。進一步地，塔底控制單元與機艙控制單元通過光纖連接。進一步地，機艙控制單元與風力發電機組的主控制器連接，接收主控制器發送的風力發電機組運行數據，并根據運行數據、第一采集單元的采集數據、第二采集單元的采集數據和第三采集單元的采集數據生成融合數據，監測系統還包括上位機，機艙控制單元與上位機連接，并將融合數據發送給上位機。進一步地，運行數據包括風力發電機組檢測風速、風力發電機組的葉輪的轉速、風力發電機的功率、風力發電機組的偏航位置和風力發電機組的槳距角。根據本技術的另一方面，提供一種風力發電機組，其包括設置在固定物上的塔筒基礎、設置在塔筒基礎上的塔筒、設置在塔筒頂部的機艙、設置在機艙的底座上的風力發電機、與風力發電機的轉子連接的輪轂、設置在輪轂上的葉片，風力發電機組還包括主控制器和上述的監測系統，主控制器與監測系統連接。本技術的實施例的風力發電機組監測系統通過輪轂監測部、機艙監測部和塔底監測部對風力發電機組的各個關鍵部件進行全面監測，監測豐富的信號，有利于數據挖掘與數據分析，從而能夠全面地了解風力發電機組的運行狀態，方便工作人員了解風力發電機組的健康狀況，提高對風力發電機組的監測效果。附圖說明圖1為本技術的實施例的風力發電機組監測系統的結構示意圖；圖2為本技術的實施例的風力發電機組監測系統的輪轂監測部的結構示意圖；圖3為本技術的實施例的風力發電機組監測系統的機艙監測部的結構示意圖；圖4為本技術的實施例的風力發電機組監測系統的塔底監測部的結構示意圖；圖5為本技術的實施例的葉片的立體結構示意圖；圖6為本技術的實施例的塔筒頂部的俯視結構示意圖；圖7為本技術的實施例的塔筒及塔筒基礎的立體結構示意圖。附圖標記說明：10、輪轂監測部；11、輪轂控制單元；12、第一采集單元；121、第一載荷傳感器；122、第一溫度傳感器；123、第一振動傳感器；124、第一噪聲傳感器；20、機艙監測部；21、機艙控制單元；22、第二采集單元；221、第二振動傳感器；222、第三振動傳感器；223、第二溫度傳感器；224、第二載荷傳感器；225、第三載荷傳感器；30、塔底監測部；31、塔底控制單元；32、第三采集單元；321、第一位移傳感器；322、第四載荷傳感器；40、主控制器；50、上位機；71、塔筒基礎；72、塔筒；80、葉片。具體實施方式下面結合附圖對本技術實施例的風力發電機組監測系統及風力發電機組進行詳細描述。如圖1至圖4所示，根據本技術的實施例，風力發電機組監測系統包括輪轂監測部10、機艙監測部20和塔底監測部30。其中，輪轂監測部10包括輪轂控制單元11和第一采集單元12，第一采集單元12監測風力發電機組的葉片的載荷信號、風力發電機組的主軸承的朝向輪轂的第一側的溫度信號、和轉軸的振動信號中的至少一個信號，輪轂控制單元11與第一采集單元12連接，并接收第一采集單元12的采集數據。機艙監測部20包括機艙控制單元21和第二采集單元22，第二采集單元22監測定子支架的振動信號、主軸承的振動信號、主軸承朝向機艙的第二側的溫度信號、風力發電機組的定軸的載荷信號、塔筒頂部的載荷信號中的至少一個信號，機艙控制單元21與第二采集單元22連接，并接收第二采集單元22的采集數據，機艙控制單元21與輪轂控制單元11無線連接，且接收輪轂控制單元11發送的第一采集單元12的采集數據。塔底監測部30包括塔底控制單元31和第三采集單元32，第三采集單元32監測塔筒基礎的位移信號、塔筒底部的載荷信號中的至少一個信號，塔底控制單元31與第三采集單元32連接，接收第三采集單元32的采集數據，并將第三采集單元32的采集數據本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種風力發電機組監測系統，其特征在于，包括：輪轂監測部(10)，所述輪轂監測部(10)包括輪轂控制單元(11)和第一采集單元(12)，所述第一采集單元(12)監測風力發電機組的葉片的載荷信號、風力發電機組的主軸承的朝向輪轂的第一側的溫度信號、和轉軸的振動信號中的至少一個信號，所述輪轂控制單元(11)與所述第一采集單元(12)連接，并接收所述第一采集單元(12)的采集數據；機艙監測部(20)，所述機艙監測部(20)包括機艙控制單元(21)和第二采集單元(22)，所述第二采集單元(22)監測定子支架的振動信號、所述主軸承的振動信號、所述主軸承朝向所述機艙的第二側的溫度信號、風力發電機組的定軸的載荷信號、塔筒頂部的載荷信號中的至少一個信號，所述機艙控制單元(21)與所述第二采集單元(22)連接，并接收所述第二采集單元(22)的采集數據，所述機艙控制單元(21)與所述輪轂控制單元(11)無線連接，且接收所述輪轂控制單元(11)發送的所述第一采集單元(12)的采集數據；塔底監測部(30)，所述塔底監測部(30)包括塔底控制單元(31)和第三采集單元(32)，所述第三采集單元(32)監測塔筒基礎的位移信號、塔筒底部的載荷信號中的至少一個信號，所述塔底控制單元(31)與所述第三采集單元(32)連接，接收所述第三采集單元(32)的采集數據，并將所述第三采集單元(32)的采集數據發送給機艙控制單元(21)。...

【技術特征摘要】
1.一種風力發電機組監測系統，其特征在于，包括：輪轂監測部(10)，所述輪轂監測部(10)包括輪轂控制單元(11)和第一采集單元(12)，所述第一采集單元(12)監測風力發電機組的葉片的載荷信號、風力發電機組的主軸承的朝向輪轂的第一側的溫度信號、和轉軸的振動信號中的至少一個信號，所述輪轂控制單元(11)與所述第一采集單元(12)連接，并接收所述第一采集單元(12)的采集數據；機艙監測部(20)，所述機艙監測部(20)包括機艙控制單元(21)和第二采集單元(22)，所述第二采集單元(22)監測定子支架的振動信號、所述主軸承的振動信號、所述主軸承朝向所述機艙的第二側的溫度信號、風力發電機組的定軸的載荷信號、塔筒頂部的載荷信號中的至少一個信號，所述機艙控制單元(21)與所述第二采集單元(22)連接，并接收所述第二采集單元(22)的采集數據，所述機艙控制單元(21)與所述輪轂控制單元(11)無線連接，且接收所述輪轂控制單元(11)發送的所述第一采集單元(12)的采集數據；塔底監測部(30)，所述塔底監測部(30)包括塔底控制單元(31)和第三采集單元(32)，所述第三采集單元(32)監測塔筒基礎的位移信號、塔筒底部的載荷信號中的至少一個信號，所述塔底控制單元(31)與所述第三采集單元(32)連接，接收所述第三采集單元(32)的采集數據，并將所述第三采集單元(32)的采集數據發送給機艙控制單元(21)。2.根據權利要求1所述的風力發電機組監測系統，其特征在于，所述機艙控制單元(21)與所述風力發電機組的主控制器(40)連接，接收所述主控制器(40)發送的風力發電機組運行數據，并根據所述運行數據、第一采集單元(12)的采集數據、第二采集單元(22)的采集數據和第三采集單元(32)的采集數據生成融合數據，所述監測系統還包括上位機(50)，所述機艙控制單元(21)與所述上位機(50)連接，并將所述融合數據發送給所述上位機(50)。3.根據權利要求1或2所述的風力發電機組監測系統，其特征在于，所述第一采集單元(12)包括：第一載荷傳感器(121)，所述第一載荷傳感器(121)設置在所述葉片的根部，并檢測所述葉片根部的第一方向載荷和第二方向載荷；和/或，第一溫度傳感器(122)，所述第一溫度傳感器(122)為一個以上，且設置在所述主軸承的第一側面上，檢測所在位置的所述主軸承的溫度值；和/或，第一振動傳感器(123)，所述第一振動傳感器(123)為一個以上，且設置在所述轉軸上，檢測所述轉軸的軸向振動信號、徑向振動信號和切向振動信號。4.根據權利要求3所述的風力發電機...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王東利，黃曉芳，
申請(專利權)人：北京金風科創風電設備有限公司，
類型：新型
國別省市：北京,11