一种用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统的制作方法

本实用新型涉及风电技术领域，特别是涉及一种风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统。

背景技术：

为了捕捉更多的风能，风电机组的风轮直径越来越大，还为了提高风电机组的运行风速，风电机组塔筒的高度也越来越高。这两种发展趋势必然促使风电机组的整机的固有频率逐渐降低。

固有频率的降低会导致风电机组发生涡激共振的风速逐渐变低，这会直接增加风电机组在生命周期类发生涡激共振的概率，而且风电机组一旦长时间处在涡激共振中，会对风电机组的塔筒安全产生较大影响。一般风电机组发生涡激共振大多发生在机组吊装调试阶段和风电场停电检修阶段，因为此时机组无法自动偏航，此时风速若在涡激振动风速范围内机组侧对风，机组就会发生涡激振动，造成对风电机组塔筒的威胁，在机组长时间处于涡激共振状态时，塔筒容易发生倒塌风险。

本实用新型就是针对现有风电机组在机组吊装调试阶段和风电场停电检修阶段无法自动偏航的问题，创设的一种新的风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，使其可在机组吊装调试阶段和风电场停电检修阶段，实时采集机组振动信号和风电场风速风向信号，为提前预知机组涡激共振提供可靠的数据支持，从而避免机组长时间涡激共振，保证塔筒的安全。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，使其可在机组吊装调试阶段和风电场停电检修阶段，实时采集机组振动信号和风电场风速风向信号，为提前预知机组涡激共振提供可靠的数据支持，从而避免机组长时间涡激共振，保证塔筒的安全。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，包括振动传感器、风向传感器和风速传感器，

所述振动传感器，设置在风电机组的机舱或塔筒内部，用于实时检测所述风电机组的振动信号，并将采集数据传输至远程服务器；

所述风向传感器和风速传感器，设置在气象架上，用于实时检测所述风电场区域的风速、风向信号，并将采集数据传输至远程服务器。

进一步改进，所述振动传感器采用双轴振动传感器，用于实时监测所述风电机组在x/y轴两个方向上的振动信号。

进一步改进，所述双轴振动传感器具有内置电池。

进一步改进，所述振动传感器通过4g/5g网络与远程服务器无线连接。

进一步改进，所述气象架采用便携式移动气象架，所述便携式移动气象架设置在所述风电场区域的空旷地面上。

进一步改进，所述便携式移动气象架上还包括太阳能发电装置，用于为所述风向传感器和风速传感器提供电能。

进一步改进，所述太阳能发电装置包括太阳能电池板和与其连接的蓄电池组。

进一步改进，所述风向传感器和风速传感器均通过4g/5g网络与远程服务器无线连接。

采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：

1.本实用新型用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统通过在机舱或塔筒内部设置双轴振动传感器，能实时检测风电机组在x/y轴两个方向上的振动信号，还通过一个便携式移动气象架，及时了解风电场的风速风向变化，为塔筒涡激振动预警提供可靠的数据支持，以解决风电场施工前期由于机组无法上电运行，或者机组停电检修时期，机组发生涡激共振，现场施工人员无法发现的问题，为保证塔筒安全提供有利保障。

2.还通过在便携式移动气象架上设置太阳能发电装置，解决了移动气象架的供电问题。该数据采集系统结构简单，成本低，大大降低塔筒涡激振动的风险。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统结构示意图。

具体实施方式

为了在机组吊装调试阶段和风电场停电检修阶段，能提前预测机组塔筒涡激振动，本实用新型提供一种数据采集系统，以便利用临时供电的方法为机组偏航，避免机组长时间涡激共振，保证塔筒的安全。其具体实施例为：

参照附图1所示，本实施例用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，包括振动传感器1、风向传感器2和风速传感器3。

本实施例中该振动传感器1设置在风电机组的机舱5或塔筒6的内部，且该转动传感器1采用双轴振动传感器，用于实时检测风电机组在x/y轴两个方向上的振动信号，并传输至远程服务器4。该双轴振动传感器采用内置电池供电，一次充电可使用1年。

该风向传感器2和风速传感器3，设置在气象架7上，用于实时检测风电场区域的风速、风向信号，并传输至远程服务器4。本实施例中该气象架7采用便携式移动气象架。该便携式移动气象架设置在风电场区域的空旷地面上，远离障碍物。

并且，为了解决便携式移动气象架在风电场空旷地面上的供电问题，该便携式移动气象架7上还包括太阳能发电装置8，如太阳能电池板和蓄电池，为气象架7上的风向传感器2和风速传感器3提供电能。

该远程服务器4设置在风电场项目工程部中，与本实施例的数据采集系统连接，用于接收数据采集系统中振动传感器1、风向传感器2、风速传感器3的检测数据，并对数据进行处理，然后发出风电机组塔筒发生涡激振动的预警和报警信号，提醒操作人员对风电机组进行偏航操作，避免该风电机组长期处于涡激振动中，保证机组安全。

还有，本实施例中该振动传感器1、风向传感器2和风速传感器3均通过4g/5g网络向远程服务器4实现数据的无线传输。

本实施例用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统通过双轴振动传感器实时检测风电机组在x/y轴两个方向上的振动信号，还通过风向传感器和风速传感器及时了解风电场的风速风向变化，为塔筒涡激振动预警提供可靠的数据支持，以便风电场塔筒涡激振动预警系统能及时发出预警和报警信号，解决风电场施工前期由于机组无法上电运行，或者机组停电检修时，机组发生涡激共振，现场施工人员无法发现的问题，并在报警信号发出后，现场施工人员可以利用发电车临时供电使机组偏航，避免机组振动过大，损伤机组安全。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，其特征在于，包括振动传感器、风向传感器和风速传感器，

所述振动传感器，设置在风电机组的机舱或塔筒内部，用于实时检测所述风电机组的振动信号，并将采集数据传输至远程服务器；

所述风向传感器和风速传感器，设置在气象架上，用于实时检测所述风电场区域的风速、风向信号，并将采集数据传输至远程服务器。

2.根据权利要求1所述的用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，其特征在于，所述振动传感器采用双轴振动传感器，用于实时监测所述风电机组在x/y轴两个方向上的振动信号。

3.根据权利要求2所述的用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，其特征在于，所述双轴振动传感器具有内置电池。

4.根据权利要求3所述的用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，其特征在于，所述振动传感器通过4g/5g网络与远程服务器无线连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，其特征在于，所述气象架采用便携式移动气象架，所述便携式移动气象架设置在所述风电场区域的空旷地面上。

6.根据权利要求5所述的用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，其特征在于，所述便携式移动气象架上还包括太阳能发电装置，用于为所述风向传感器和风速传感器提供电能。

7.根据权利要求6所述的用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，其特征在于，所述太阳能发电装置包括太阳能电池板和与其连接的蓄电池组。

8.根据权利要求5所述的用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，其特征在于，所述风向传感器和风速传感器均通过4g/5g网络与远程服务器无线连接。

技术总结
本实用新型公开了一种用于风电场塔筒涡激振动预警系统的数据采集系统，该数据采集系统包括振动传感器、风向传感器、风速传感器和与其连接的服务器。振动传感器设置在风电机组的机舱或塔筒内部，用于实时检测风电机组的振动信号，并传输至所述服务器；风向传感器和风速传感器设置在气象架上，用于实时检测风电场区域的风速、风向信号，并传输至所述服务器；服务器，用于根据所述振动传感器、风向传感器、风速传感器的检测数据，并对检测数据进行分析，发出风电机组塔筒涡激振动的预警和报警信号。本实用新型能解决机组无法上电运行时塔筒涡激共振带来的危险，通过对塔筒涡激振动预警，及时利用临时供电使机组偏航，保证塔筒的安全。

技术研发人员：王千;褚景春;袁凌;王晓丹;蔺雪峰
受保护的技术使用者：国电联合动力技术有限公司
技术研发日：2020.08.28
技术公布日：2021.03.12