一種用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及風電設備檢測技術領域，具體涉及一種用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]風機槳葉是整個風力發(fā)電機系統(tǒng)最為關鍵的零部件之一，是將風能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)動能的關鍵。大型風機槳葉的旋轉(zhuǎn)直徑已達到120m，風力發(fā)電站大多建在風量大、海拔高、環(huán)境惡劣的地區(qū)，槳葉時刻被空氣中的介質(zhì)所侵蝕，風機槳葉的故障率占風電機組的三分之一。對于槳葉異常的發(fā)現(xiàn)若不及時會產(chǎn)生故障生長，即損傷擴展；主要故障類型有裂紋、鼓包、點蝕、砂眼、磨損等。
[0003]目前，對于槳葉的檢測維護主要有兩種方式:一是不做任何日常維護，事后維修。該運行方式普遍應用于國內(nèi)風電場，由于沒有配備專業(yè)的檢查、維修人員，以及缺少設備和手段，在槳葉出現(xiàn)明顯故障時方能引起工作人員注意，進行相應的維修、補救措施。這種方式致使許多葉片處在帶病工作狀態(tài)，隨著運行時間的增加，問題積累逐漸增多，由于槳葉的故障導致風機一年內(nèi)多次停機。風電場的事故大多在盛風發(fā)電期，嚴重事故需要停止發(fā)電，給風電場帶來了巨大的經(jīng)濟損失。二是定期維護。風電場與專門從事維修的公司簽定維修合同，維修公司按照合同要求定期、不定期的對風場葉片進行檢查，記錄并報告葉片的狀態(tài)，作出評價，制定維修方案。安排在風較小的季節(jié)對風機進行定期檢查，維護維修人員使用吊籃或空中維修平臺進行檢查、維護、維修。這種檢測方法同樣存在弊端:(I)定期維修的成本較高且部分維修是介入式的，會對設備本身的工作狀態(tài)產(chǎn)生不利影響；(2)雖然在實際工作中增加了特巡情況，如大風前后特巡、雷擊后特巡等工作，以彌補周期性檢查的空白期，但這些特巡也主要是根據(jù)氣候條件開展，而不是根據(jù)風機的實際運行狀況進行的連續(xù)實時監(jiān)測，風機設備仍有可能在設備檢修間隔期發(fā)生故障。同時上述兩種維修方式中的人工巡檢一般使用照相機加望遠鏡的方式進行圖像采集，巡檢人員在風機下方，等待風機停止時，仰視拍攝和觀察，捕捉難度大，且不全面。
[0004]公開號為CN103969331A的中國專利公開了一種風力發(fā)電機葉片檢測裝置，包括:聲發(fā)射檢測裝置以及數(shù)據(jù)分析裝置；其中，所述聲發(fā)射檢測裝置包括:聲發(fā)射源、聲發(fā)射傳感器、信號調(diào)理電路、數(shù)字編碼電路和WiFi發(fā)射器；而且所述數(shù)據(jù)分析裝置包括WiFi接收器、聲發(fā)射信號采集卡信號采集處理系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)；所述聲發(fā)射源用于向待檢測風力發(fā)電機葉片發(fā)射彈性波；所述聲發(fā)射傳感器用于檢測所述彈性波所引起的待檢測風力發(fā)電機葉片的機械振動，并且產(chǎn)生表示所述機械振動的電信號，而且將所述電信號傳遞給所述信號調(diào)理電路；所述信號調(diào)理電路用于對所述電信號進行數(shù)字信號處理，并且將經(jīng)數(shù)字信號處理之后的電信號傳遞給所述數(shù)字編碼電路；所述數(shù)字編碼電路用于對經(jīng)數(shù)字信號處理之后的電信號進行編碼以得到編碼數(shù)據(jù)，并且將所述編碼數(shù)據(jù)傳遞給所述WiFi發(fā)射器；所述WiFi發(fā)射器用于通過WiFi連接將所述編碼數(shù)據(jù)傳遞給所述數(shù)據(jù)分析裝置的所述WiFi接收器；所述WiFi接收器用于接收所述編碼數(shù)據(jù)并將所述編碼數(shù)據(jù)傳遞給所述聲發(fā)射信號采集卡信號采集處理系統(tǒng)；所述聲發(fā)射信號采集卡信號采集處理系統(tǒng)用于從所述編碼數(shù)據(jù)中提取出表示所述彈性波所引起的檢測待檢測風力發(fā)電機葉片的機械振動的信息；所述顯示系統(tǒng)用于顯示所述信息。該風力發(fā)電機葉片檢測裝置制造成本高，后期維護難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0007]一種用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)，包括無人機，以及設置于無人機上的相互連接的視頻采集裝置和第一信號發(fā)射接收裝置，所述無人機通過第一信號發(fā)射接收裝置與中心服務器進行數(shù)據(jù)交互，所述中心服務器設有依次連接的第二信號發(fā)射接收裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、圖像故障信號識別裝置；所述故障檢測系統(tǒng)還包括風電機組，以及設置于風電機組上的相互連接的第三信號發(fā)射接收裝置和第二風速儀，所述風電機組通過第三信號發(fā)射接收裝置與中心服務器進行數(shù)據(jù)交互。
[0008]所述的技術方案優(yōu)選為，所述圖像故障信號識別裝置與報警裝置連接。
[0009]所述的技術方案優(yōu)選為，所述視頻采集裝置設置于無人機的后端。
[0010]所述的技術方案優(yōu)選為，所述視頻采集裝置為攝像機。
[0011]所述的技術方案優(yōu)選為，所述無人機至少設有兩個搭載平臺，其中的一個搭載平臺用于設置第一風速儀，所述第一風速儀與第一信號發(fā)射接收裝置連接。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)越效果在于:通過采用無人機安裝視頻采集裝置能實時監(jiān)控并能隨時掌握風電槳葉在各種惡劣氣候條件下的槳葉狀態(tài)，有針對性的進行檢查和維護，減少了檢修人員的工作量，同時保證了風電場在盛風情況下穩(wěn)定的運行，提高了經(jīng)濟效益。所述用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)對于傳統(tǒng)風電槳葉檢修方式而言，減少了介入式設備對風機的干擾，同時也降低了維修成本，縮小了停機檢修的時間，延長了風機的運行時間。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖。
[0014]附圖標識如下:
[0015]1-無人機、11-視頻采集裝置、12-第一信號發(fā)射接收裝置、13-搭載平臺、14-第一風速儀、2-中心服務器、21-第二信號發(fā)射接收裝置、22-數(shù)據(jù)采集裝置、23-圖像故障識別裝置、24-報警裝置、3-風電機組、31-立柱、32-機艙組件、321-第三信號發(fā)射接收裝置、322-第二風速儀、33-漿葉。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0017]如附圖1所示，本發(fā)明所述一種用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)，包括無人機1，以及設置于無人機I上的相互連接的視頻采集裝置11和第一信號發(fā)射接收裝置12，所述無人機I通過第一信號發(fā)射接收裝置12與中心服務器2進行數(shù)據(jù)交互。所述中心服務器2設有依次連接的第二信號發(fā)射接收裝置21、數(shù)據(jù)采集裝置22、圖像故障信號識別裝置23 ;所述故障檢測系統(tǒng)還包括風電機組3，以及設置于風電機組3上的相互連接的第三信號發(fā)射接收裝置321和第二風速儀322，所述風電機組3通過第三信號發(fā)射接收裝置321與中心服務器2進行數(shù)據(jù)交互。
[0018]所述圖像故障信號識別裝置23與報警裝置24連接。所述視頻采集裝置11采用攝像機，且所述視頻采集裝置11設置于無人機I的后端。所述無人機I設有兩個搭載平臺13，其中的一個搭載平臺13設有第一風速儀14，所述第一風速儀14與第一信號發(fā)射接收裝置12連接。所述第一風速儀14能測定無人機I所在環(huán)境的風速；所述第二風速儀322能測定風電機組I的槳葉33的轉(zhuǎn)速、槳距角、偏航角信息。
[0019]如圖1所示，所述風電機組3包括立柱31及設置于立柱31上端的機艙組件32，機艙組件32 —側(cè)設有槳葉33，機艙組件32的上端設有相互連接的第三信號發(fā)射接收裝置321和第二風速儀322。
[0020]本發(fā)明通過無人機I在風電機組3的上方通過視頻采集裝置11不間斷的錄像，拍攝槳葉33運行過程中的視頻信息，所述視頻采集裝置11將拍攝到的視頻信息通過第一信號發(fā)射接收裝置12傳輸至中心服務器2 ;所述中心服務器2的第二數(shù)據(jù)發(fā)射接收裝置21接收到上述視頻信息后將其傳輸至數(shù)據(jù)采集裝置22，數(shù)據(jù)采集裝置22將視頻信息轉(zhuǎn)化為一幀一幀的圖片信息，所述數(shù)據(jù)采集裝置22同時將轉(zhuǎn)化后的圖片信息通過光纖通道傳送至圖像故障信號識別裝置23，所述圖像故障信號識別裝置23對圖片進行灰度處理、骨架提取、邊緣檢測處理，并判斷是否存在雷擊、裂紋和鼓包故障。
[0021]另外，本發(fā)明所述故障檢測系統(tǒng)能對設定的區(qū)域進行重點拍攝、信號傳送及報警，如經(jīng)過所述圖像故障信號識別裝置23檢測，確定風電機組3的槳葉33存在上述任一故障，通過報警裝置24報警，以方便操作人員作出相應的對策，從而決定繼續(xù)運行所述風電機組或停用以及維修更換。
[0022]本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領域技術人員可以想到的任何變形、改進、替換均落入本發(fā)明的范圍。
【主權項】
1.一種用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括無人機，以及設置于無人機上的相互連接的視頻采集裝置和第一信號發(fā)射接收裝置，所述無人機通過第一信號發(fā)射接收裝置與中心服務器進行數(shù)據(jù)交互，所述中心服務器設有依次連接的第二信號發(fā)射接收裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、圖像故障信號識別裝置；所述故障檢測系統(tǒng)還包括風電機組，以及設置于風電機組上的相互連接的第三信號發(fā)射接收裝置和第二風速儀，所述風電機組通過第三信號發(fā)射接收裝置與中心服務器進行數(shù)據(jù)交互。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像故障信號識別裝置與報警裝置連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻采集裝置設置于無人機的后端。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機至少設有兩個搭載平臺，其中的一個搭載平臺用于設置第一風速儀，所述第一風速儀與第一信號發(fā)射接收裝置連接。
5.根據(jù)權利要求1或3所述的一種用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻采集裝置為攝像機。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于風電槳葉的故障檢測系統(tǒng)，包括無人機，以及設置于無人機上的視頻采集裝置和第一信號發(fā)射接收裝置，無人機通過第一信號發(fā)射接收裝置與中心服務器進行數(shù)據(jù)交互，中心服務器設有依次連接的第二信號發(fā)射接收裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、圖像故障信號識別裝置；還包括風電機組，以及設置于風電機組上的相互連接的第三信號發(fā)射接收裝置和第二風速儀，風電機組通過第三信號發(fā)射接收裝置與中心服務器進行數(shù)據(jù)交互。本發(fā)明的優(yōu)越效果是：采用無人機安裝視頻采集裝置實時監(jiān)控并掌握風電槳葉在各種條件下的槳葉狀態(tài)，有針對性的檢查和維護，減少了檢修人員的工作量，同時保證了風電場在盛風情況下穩(wěn)定運行，提高了經(jīng)濟效益。
【IPC分類】G01N21-88
【公開號】CN104730081
【申請?zhí)枴緾N201510135988
【發(fā)明人】桑海洋, 董建華, 宋利宇, 王明, 王波, 叢智慧, 孫紅凱, 翟永杰, 李冰, 伍洋, 王迪
【申請人】大唐（赤峰）新能源有限公司, 華北電力大學（保定）
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月26日