CN214944743U - 一种海上风电机组载荷测试数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海上风电机组载荷测试数据采集系统，装置包括测风设备、测浪设备、测流设备、应变片传感器、数据采集器、工控机及无线通讯模块；测风设备、测浪设备、测流设备以及应变片传感器分别各连接一个数据采集器，各个数据采集器均与工控机相连；工控机与无线通讯模块相连，无线通讯模块用于通过无线传输的方式将工控机的数据送出。除风之外，将浪、流作为影响风机载荷的因素，能够更加精确地得到风机所受载荷。

Description

一种海上风电机组载荷测试数据采集系统

技术领域

本实用新型属于载荷测试技术领域，具体涉及一种海上风电机组载荷测试数据采集系统。

背景技术

风电机组载荷计算是设计的重要环节，载荷计算结果是机组零部件设计的输入条件，关系到机组安全性和可靠性。然而，载荷计算并不能完全代表风电机组实际运行时的情况，在实际运行中，大部件载荷带来的问题越来越多，许多叶片断裂、传动链磨损等问题都是载荷带来的结果，因此及时掌握风电机组载荷大小和分布情况对风电机组的寿命安全至关重要。

风电机组载荷大小和分布情况的获取需要通过一些数据得到，在实际操作中，需要人工采集数据，较为繁琐。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种海上风电机组载荷测试数据采集系统，已解决现有技术中，人工采集数据繁琐的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种海上风电机组载荷测试数据采集系统，包括测风设备、测浪设备、测流设备、应变片传感器、数据采集器、工控机及无线通讯模块；

测风设备、测浪设备、测流设备以及应变片传感器分别各连接一个数据采集器，各个数据采集器均与工控机相连。

进一步的，多个所述应变片传感器分别布置在风力发电机组的叶根、叶中、主轴、塔筒顶部、塔筒中部、塔筒底部、基础顶部、基础中部和基础底部。

进一步的，所述测风设备所测数据包含：主风向上风向距离风电机组的2D～4D风电机组轮毂高度处的气象数据；所述测浪设备所测数据包含风电机组的基础周围100米～200米的波浪数据；所述测流设备所测数据包含风电机组的基础周围100米～200米的海流数据。

进一步的，所述气象数据包括风速、风向、温湿度和气压；所述波浪数据包括波高、波向和周期；所述海流数据包括流速和流向。

进一步的，所述应变片传感器以50HZ采样速率连续采集；所述测风设备、测浪设备、测流设备以1HZ及以上的采样速率连续采集。

进一步的，所述主风向为基于年风能玫瑰图选取的风能占比最大且不超过45°的扇区。

进一步的，所述测风设备选用测风塔或激光雷达。

进一步的，所述测浪设备选用声学多普勒波浪仪。

进一步的，所述测流设备选用声学多普勒流速剖面仪。

进一步的，工控机与无线通讯模块相连，无线通讯模块用于通过无线传输的方式将工控机的数据送出。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型实施例提供的海上风电机组载荷测试数据采集系统，通过测风设备、测浪设备、测流设备和应变片传感器采集数据，经过数据采集器送入工控机，工控机通过无线通讯模块将数据送出，方便快捷，且采集的数据准确度高。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例中海上风电机组载荷测试数据采集系统结构示意图。

其中：1风力发电机组；2应变片传感器；3测浪设备；4测流设备；5测风设备；6数据采集器；7工控机；8无线通讯模块。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本实用新型提供进一步的详细说明。除非另有指明，本实用新型所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本实用新型所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。

本实用新型实施例提供了一种海上风电机组载荷测试数据采集系统，相比于现有载荷测试装置和方法，考虑浪、流等因素的影响，更加有利于优化海上风电机组设计和运行。

如图1所示，海上风电机组载荷测试数据采集系统，包括测风设备5(包括但不限于测风塔、激光雷达等)、测浪设备3(包括但不限于声学多普勒波浪仪)、测流设备4(包括但不限于声学多普勒流速剖面仪)、应变片传感器2、数据采集器6、工控机7及无线通讯模块8。

测风设备5所测数据包含主风向上风向距离风电机组2D～4D风电机组轮毂高度处气象数据，气象数据包括风速、风向、温湿度、气压，本实施例中，主风向为基于年风能玫瑰图选取的风能占比最大且不超过45°的扇区；测浪设备3所测数据包含风电机组基础周围100米～200米的波浪数据，波浪数据包括波高、波向、周期；测流设备4所测数据包含风电机组基础周围100米～200米的海流数据，海流数据包括流速、流向。

风力发电机组1包括：叶根、叶中、主轴、塔筒顶部、塔筒中部、塔筒底部、基础顶部、基础中部和基础底部。应变片传感器2布置在风力发电机组1的叶根、叶中、主轴、塔筒顶部、塔筒中部、塔筒底部、基础顶部、基础中部和基础底部等位置。

测风设备5、测浪设备3、测流设备4以及不同位置处的应变片传感器2各连接一个数据采集器6，各个数据采集器6均与工控机7相连，时间基准以工控机7为准。工控机7与无线通讯模块8相连，无线通讯模块8通过无线传输的方式将工控机7的数据送出。

应变片传感器2以50HZ采样速率连续采集；测风设备5、测浪设备3、测流设备4均以1HZ及以上的采样速率连续采集。

本实施例提供的海上风电机组载荷测试数据采集系统原理如下：

测风设备5、测浪设备3、测流设备4以及不同位置处的应变片传感器2得到气象数据、波浪数据、海流数据以及应力数据，数据采集周期至少为1个完整年。剔除风力发电机组1、激光雷达、声学多普勒波浪仪、声学多普勒流速剖面仪和应变片传感器2非正常运行以及风向在非主风向时间段的气象数据、波浪数据、海流数据、应力数据；经过数据采集器6送入工控机7，工控机7通过无线通讯模块8将数据送出，方便快捷，且采集的数据准确度高。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.一种海上风电机组载荷测试数据采集系统，其特征在于，包括测风设备(5)、测浪设备(3)、测流设备(4)、应变片传感器(2)、数据采集器(6)、工控机(7)及无线通讯模块(8)；

测风设备(5)、测浪设备(3)、测流设备(4)以及应变片传感器(2)分别各连接一个数据采集器(6)，各个数据采集器(6)均与工控机(7)相连。

2.根据权利要求1所述的海上风电机组载荷测试数据采集系统，其特征在于，多个所述应变片传感器(2)分别布置在风力发电机组(1)的叶根、叶中、主轴、塔筒顶部、塔筒中部、塔筒底部、基础顶部、基础中部和基础底部。

3.根据权利要求1所述的海上风电机组载荷测试数据采集系统，其特征在于，所述测风设备(5)所测数据包含：主风向上风向距离风力发电机组(1)的2D～4D风电机组轮毂高度处的气象数据；所述测浪设备(3)所测数据包含风力发电机组(1)的基础周围100米～200米的波浪数据；所述测流设备(4)所测数据包含风力发电机组(1)的基础周围100米～200米的海流数据。

4.根据权利要求3所述的海上风电机组载荷测试数据采集系统，其特征在于，所述气象数据包括风速、风向、温湿度和气压；所述波浪数据包括波高、波向和周期；所述海流数据包括流速和流向。

5.根据权利要求1所述的海上风电机组载荷测试数据采集系统，其特征在于，所述应变片传感器(2)以50HZ采样速率连续采集；所述测风设备(5)、测浪设备(3)、测流设备(4)以1HZ及以上的采样速率连续采集。

6.根据权利要求3所述的海上风电机组载荷测试数据采集系统，其特征在于，所述主风向为基于年风能玫瑰图选取的风能占比最大且不超过45°的扇区。

7.根据权利要求1所述的海上风电机组载荷测试数据采集系统，其特征在于，所述测风设备(5)选用测风塔或激光雷达。

8.根据权利要求1所述的海上风电机组载荷测试数据采集系统，其特征在于，所述测浪设备(3)选用声学多普勒波浪仪。

9.根据权利要求1所述的海上风电机组载荷测试数据采集系统，其特征在于，所述测流设备(4)选用声学多普勒流速剖面仪。

10.根据权利要求1所述的海上风电机组载荷测试数据采集系统，其特征在于，所述工控机(7)与无线通讯模块(8)相连，无线通讯模块(8)用于通过无线传输的方式将工控机(7)的数据送出。

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