本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種基于北斗差分定位的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜在線監(jiān)測(cè)方法。該方法包括：北斗采集單元、系統(tǒng)移動(dòng)站安裝在風(fēng)機(jī)塔筒上，無(wú)線網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)基準(zhǔn)站建立在地面開(kāi)闊處，確定系統(tǒng)移動(dòng)站、系統(tǒng)基準(zhǔn)站的初始坐標(biāo)和風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度初始值，每隔相同時(shí)間利用北斗差分定位技術(shù)解算一次風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度值，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)關(guān)發(fā)至監(jiān)測(cè)后臺(tái)，通過(guò)解算的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度值與初始值對(duì)比得到當(dāng)前變動(dòng)值，來(lái)判定風(fēng)機(jī)塔筒的傾斜情況，給運(yùn)維人員提醒并預(yù)警，從而及時(shí)將風(fēng)機(jī)塔筒傾斜控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒的在線監(jiān)測(cè)，為風(fēng)機(jī)塔筒提供安全保障。機(jī)塔筒提供安全保障。機(jī)塔筒提供安全保障。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于北斗差分定位的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜在線監(jiān)測(cè)方法
[0001]本專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)利涉及新能源風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種基于北斗差分定位的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜在線監(jiān)測(cè)方法。
技術(shù)介紹
[0002]隨著我國(guó)風(fēng)電行業(yè)的大力發(fā)展，我國(guó)的陸上風(fēng)電基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也暴露出越來(lái)越多的問(wèn)題，風(fēng)機(jī)搖擺、脫網(wǎng)、倒塌等安全事故時(shí)有發(fā)生。而風(fēng)機(jī)塔筒作為支撐系統(tǒng)和葉片的支撐，風(fēng)輪、機(jī)艙、塔筒的重量必須由其下的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)承受，有陣風(fēng)和自然風(fēng)作用下形成的力矩，還有由于頂部機(jī)艙的重心不在塔筒中心線上，產(chǎn)生偏心荷載，一定的力矩施加在基礎(chǔ)上，從而造成風(fēng)機(jī)塔筒傾斜，因此，對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒的傾斜度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒結(jié)構(gòu)的損傷程度作出評(píng)價(jià)，同時(shí)為分析風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)損傷和破壞原因、改進(jìn)設(shè)計(jì)、為后期結(jié)構(gòu)加固改造、為新建風(fēng)機(jī)建立完善的健康檢測(cè)系統(tǒng)和對(duì)減輕災(zāi)害損失具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0003]本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種基于北斗差分定位的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜在線監(jiān)測(cè)方法，用于實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒傾斜監(jiān)測(cè)，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。
[0004]本專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種基于北斗差分定位的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜在線監(jiān)測(cè)方法，該方法包括以下步驟：
[0005]步驟1所述風(fēng)機(jī)塔筒、系統(tǒng)移動(dòng)站上安裝北斗采集單元，所述無(wú)線網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)基準(zhǔn)站建立在地面開(kāi)闊處；
[0006]步驟2確定系統(tǒng)移動(dòng)站、系統(tǒng)基準(zhǔn)站的初始坐標(biāo)和風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度初始值；
[0007]步驟3每隔相同時(shí)間利用北斗差分定位技術(shù)解算一次系統(tǒng)移動(dòng)站坐標(biāo)從而獲得風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)關(guān)傳送至監(jiān)測(cè)后臺(tái)；
[0008]步驟4將步驟3中解算的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度值與初始值對(duì)比，得到當(dāng)前變動(dòng)值；
[0009]步驟5監(jiān)測(cè)后臺(tái)對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度變動(dòng)值進(jìn)行分析并作出評(píng)價(jià)。
[0010]進(jìn)一步地，根據(jù)北斗采集單元接收北斗衛(wèi)星采集的位置信息和風(fēng)機(jī)塔筒的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線網(wǎng)關(guān)處理計(jì)算得到北斗采集單元到北斗衛(wèi)星i的理論距離、第n個(gè)系統(tǒng)基準(zhǔn)站與北斗衛(wèi)星i的偽距，具體為：
[0011]北斗采集單元到北斗衛(wèi)星i的理論距離為：
[0012][0013]其中(X0，Y0，Z0)為系統(tǒng)基準(zhǔn)站的地理三維坐標(biāo)，(X
i
，Y
i
，Z
i
)為第i顆北斗衛(wèi)星的地理三維坐標(biāo)，
[0014]第n個(gè)系統(tǒng)基準(zhǔn)站與北斗衛(wèi)星i的偽距為：
[0015][0016]其中i為第i顆北斗衛(wèi)星，n為第n個(gè)系統(tǒng)基準(zhǔn)站，為系統(tǒng)基站與北斗衛(wèi)星的偽距，c為光速，為系統(tǒng)基準(zhǔn)站到北斗衛(wèi)星的理論距離，為北斗衛(wèi)星的時(shí)鐘偏差值，為系統(tǒng)基準(zhǔn)站接收機(jī)的時(shí)鐘偏差值，為對(duì)流層延遲，為電離層延遲，為衛(wèi)星星歷的誤差。
[0017]進(jìn)一步地，根據(jù)系統(tǒng)移動(dòng)站修正坐標(biāo)、利用最小二乘法原理、偽距差分線性組合模型得到風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度，具體為：
[0018][0019][0020][0021]其中，(X
a
，Y
a
，Z
a
)，(X
b
，Y
b
，Z
b
)，(X
c
，Y
c
，Z
c
)分別為系統(tǒng)移動(dòng)站a,b,c的三維坐標(biāo)；)分別為系統(tǒng)移動(dòng)站a,b,c的三維坐標(biāo)；分別為系統(tǒng)移動(dòng)站的修正三維坐標(biāo)；
[0022]利用最小二乘法原理對(duì)上式進(jìn)行線性數(shù)據(jù)擬合，即可求出k1、k2、k3、m1、m2、m3、n1、n2、n3的值；
[0023]利用綜合偽距改正修正系統(tǒng)移動(dòng)站i，系統(tǒng)移動(dòng)站i修正后的X
i
、Y
i
、Z
i
為：
[0024][0025][0026][0027]其中X
a
，Y
a
，Z
a
，X
b
，Y
b
，Z
b
是已知的，是已知的，是可測(cè)的，k1、k2、k3、m1、m2、m3的值可求解，所以可以通過(guò)偽距差分線性組合模型求解出X
i
，Y
i
，Z
i
的值，即可經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)后臺(tái)處理后可以得出高精度的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度。
[0028]進(jìn)一步地，所述北斗采集單元采集的數(shù)據(jù)，通過(guò)北斗差分定位模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，解算得到定位信息后，經(jīng)過(guò)卡爾曼濾波后發(fā)送給無(wú)線網(wǎng)關(guān)。
[0029]北斗采集單元2采用超低功耗技術(shù)，電源模塊2
?
4為高密度大容量鋰電池供電，可以實(shí)現(xiàn)全年不斷電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度高。數(shù)據(jù)的采集通過(guò)北斗RTK模塊2
?
3接收北斗衛(wèi)星發(fā)送的地理位置信息，將地理位置信息通過(guò)微處理器2
?
1進(jìn)行濾波處理，然后將數(shù)據(jù)通433MHz通信模塊2
?
2傳輸至無(wú)線網(wǎng)關(guān)1；
[0030]無(wú)線網(wǎng)關(guān)1通過(guò)433MHz通信模塊1
?
2接收濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解算、然后通過(guò)4G通信模塊1
?
3傳輸至后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)移動(dòng)站狀態(tài)并接收系統(tǒng)基準(zhǔn)站傳輸?shù)牟罘中Ｕ浚缘玫礁鼮榫_的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜的軌跡坐標(biāo)。然后通過(guò)通訊模塊傳輸給監(jiān)測(cè)后臺(tái)，監(jiān)測(cè)后臺(tái)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后從中提取出坐標(biāo)信息建立傾斜軌跡，更為準(zhǔn)確的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜。
[0031]由于無(wú)線網(wǎng)關(guān)1承擔(dān)著數(shù)據(jù)處理與傳輸?shù)淖饔?，需要的功耗較大，因此其電源模塊1
?
4采用鋰電池加太陽(yáng)能板雙重供電方式。
[0032]優(yōu)選地，為了保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)挠行Ш涂煽?，在傳輸部分?duì)4G模塊進(jìn)行復(fù)用，采用雙
SIM卡的復(fù)用模式，如果長(zhǎng)時(shí)間連接不上內(nèi)網(wǎng)，將采取公網(wǎng)傳輸接口將數(shù)據(jù)傳輸至平臺(tái)，此部分功能可以選用。
[0033]本申請(qǐng)涉及新能源風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于北斗查分定位的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括北斗采集單元、無(wú)線網(wǎng)關(guān)，其中，北斗采集單元用于接收坐標(biāo)信息，
[0034]無(wú)線網(wǎng)關(guān)主要用于接收北斗采集單元接收濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解算、加密和打包傳輸以及失敗重傳，傳輸至內(nèi)網(wǎng)平臺(tái)，北斗采集單元包括北斗導(dǎo)航接收機(jī)和北斗差分定位模塊，北斗接收機(jī)用于獲取待處理信息，北斗導(dǎo)航接收器采集衛(wèi)星信號(hào)，北斗差分定位模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，解算得到定位信息后，經(jīng)過(guò)卡爾曼濾波后發(fā)送給無(wú)線網(wǎng)關(guān)。
[0035]本申請(qǐng)?zhí)峁┑娘L(fēng)機(jī)塔筒傾斜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握風(fēng)機(jī)塔筒的定位和傾斜度狀態(tài)，及時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒結(jié)構(gòu)的損傷程度作出評(píng)價(jià)，同時(shí)為分析風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)損傷和破壞原因、改進(jìn)設(shè)計(jì)、為后期結(jié)構(gòu)加固改造、為新建風(fēng)機(jī)建立完善的健康檢測(cè)系統(tǒng)和對(duì)減輕災(zāi)害損失具有重要意義。
附圖說(shuō)明
[0036]圖1是本專(zhuān)利技術(shù)北斗差分定位的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜在線監(jiān)測(cè)方法的流程圖；
[0037]圖2是本專(zhuān)利技術(shù)中基于北斗差分定位的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0038]圖3是本專(zhuān)利技術(shù)一種基于北斗差分定位的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖；
[0039]圖4是本專(zhuān)利技術(shù)工作原理布局圖。
具體實(shí)施方式
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于北斗差分定位的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜在線監(jiān)測(cè)方法，該方法包括：步驟1所述系統(tǒng)移動(dòng)站安裝在風(fēng)機(jī)塔筒上，北斗采集單元在系統(tǒng)移動(dòng)站里，所述無(wú)線網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)基準(zhǔn)站建立在地面開(kāi)闊處；步驟2確定系統(tǒng)移動(dòng)站、系統(tǒng)基準(zhǔn)站的初始坐標(biāo)和風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度初始值；步驟3每隔相同時(shí)間利用北斗差分定位技術(shù)解算一次系統(tǒng)移動(dòng)站坐標(biāo)從而獲得風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)關(guān)傳送至監(jiān)測(cè)后臺(tái)；步驟4將步驟3中解算的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度值與初始值對(duì)比，得到當(dāng)前變動(dòng)值；步驟5監(jiān)測(cè)后臺(tái)對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度變動(dòng)值進(jìn)行分析并作出評(píng)價(jià)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗差分定位的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜在線監(jiān)測(cè)方法，其中，所述北斗差分技術(shù)為：根據(jù)北斗采集單元接收系統(tǒng)移動(dòng)站和系統(tǒng)基準(zhǔn)站的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線網(wǎng)關(guān)處理計(jì)算得到北斗采集單元到北斗衛(wèi)星i的理論距離、第n個(gè)系統(tǒng)基準(zhǔn)站與北斗衛(wèi)星i的偽距、差分校正量值、系統(tǒng)移動(dòng)站修正坐標(biāo)值；北斗采集單元到北斗衛(wèi)星i的理論距離為：其中(X0，Y0，Z0)為系統(tǒng)基準(zhǔn)站的地理三維坐標(biāo)，(X
i
，Y
i
，Z
i
)為第i顆北斗衛(wèi)星的地理三維坐標(biāo)，第n個(gè)系統(tǒng)基準(zhǔn)站與北斗衛(wèi)星i的偽距為：其中i為第i顆北斗衛(wèi)星，n為第n個(gè)系統(tǒng)基準(zhǔn)站，為系統(tǒng)基站與北斗衛(wèi)星的偽距，c為光速，為系統(tǒng)基準(zhǔn)站到北斗衛(wèi)星的理論距離，為北斗衛(wèi)星的時(shí)鐘偏差值，為系統(tǒng)基準(zhǔn)站接收機(jī)的時(shí)鐘偏差值，對(duì)流層延遲，為電離層延遲，為衛(wèi)星星歷的誤差。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于北斗差分定位的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜在線監(jiān)測(cè)方法，其中，根據(jù)系統(tǒng)移動(dòng)站修正坐標(biāo)、利用最小二乘法原理、偽距差分線性組合模型得到風(fēng)機(jī)塔筒傾斜度，斜度，斜度，其中，(X
a
，Y
a
，Z
a
)，(X
b
，Y
b
，Z
b
)，(X
c
，Y
c
，Z
c
...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王貴忠，高娟，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：華能青銅峽新能源發(fā)電有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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