一种风电机组塔架净空监测照明系统的制作方法

1.本实用新型涉及风电机组运行状态监测技术领域，尤其涉及一种用于风电机组塔架净空视频监测装置中的补充照明系统。


背景技术：

2.近十多年来，风力发电行业作为能源行业重点发展的方向得到了快速的发展，风资源不断进一步开发，单机容量随之增加。为了捕捉足够的风能，叶轮直径不断增加。叶轮尺寸的增加相应的给叶片安全运行提出了极大挑战，而随着叶片尺寸的不断加长，在不同风载情况下，叶片存在摆振以及扭转情况，尤其在理论载荷与实际风载出现偏差及控制未能及时响应时，随叶片尺寸增加其变形量也随之增加，即旋转曲面在风载作用下叶片尺寸越大其变化量更大，一旦出现扫塔现象(叶尖与塔筒干涉)，将造成重大经济损失及安全事故，因而必须保证合理的净空。净空的保证成为保证机组安全运行的重要因素，其能够有效的叶片净空监测，关系到机组的可利用率、发电量损失及机组的安全。通过净空设备的布置，可有效监测叶片与塔筒间距，并根据捕捉参数实现安全控制。
3.现有的叶片净空装置往往布置于机舱前部下片体，即叶片与塔筒之间，通过视频、激光、毫米波、超声及红外等装置去定位叶片及塔筒的间距。其中通过视频进行净空监测是目前本领域中使用较为成熟的技术，此技术通过在机舱前方底部安装摄像头，利用视频监测、图像分析来判断塔架净空，该方案原理简单，技术较为成熟，但因视频监测过程容易受到夜间或阴雨天光线差环境对可见度的影响，该技术方案应用范围受到一定限制。


技术实现要素：

4.为解决目前塔架净空视频监测技术存在的缺点，本实用新型提供了一种风电机组塔架净空监测照明系统，该系统能够在环境光线较差的条件下为视频净空监测中的高清摄像机拍摄图像时提供光照条件，从而提高了塔架净空视频监测技术方案的准确度，扩大了塔架净空视频监测技术方案的应用范围。
5.实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：
6.一种风电机组塔架净空监测照明系统，至少包括照射灯，所述照射灯均匀的分布在塔架的外围且排列呈环形，照射灯的照射方向均以塔架为中心向外射向风电机组的净空识别区，所述净空识别区为风电机组的叶片尖部旋转至最低高度时所位于的环形区域；
7.所述风电机组塔架净空监测照明系统中还设置有电源和控制单元，电源通过控制单元与照射灯连接并供电；控制单元中设置有光线传感器，根据外界的光线强度控制照射灯的开启和关闭。
8.所述照射灯为led照射灯。
9.所述照射灯分布在塔架底部周围的地面上且排列呈圆环形，照射灯的照射方向斜向上射向风电机组的净空识别区，所述照射灯的下方设置有支承座，照射灯通过支承座固定于地面上。
10.所述照射灯和支承座之间设置有角度调节旋钮，照射灯通过角度调节旋钮调节照射方向。
11.所述照射灯分布在塔架的侧壁上且围绕塔架设置有一周，照射灯的底部固定在塔架上，且其安装高度与净空识别区的高度相同，照射灯的照射方向以塔架为中心水平向外呈放射状射向净空识别区。
12.所述照射灯通过磁吸或粘接的方式固定在塔架上。
13.所述照射灯设置有12个以上，且相邻的照射灯之间的间隔角度相同，间隔角度不大于30
°
。
14.所述电源采用小型太阳能储能电源，提供电压不超过36v的直流电。
15.与现有技术相比，本实用新型提供的风电机组塔架净空监测照明系统具有以下优点：1、本申请中在塔架周围设有多个led照射灯，且led照射灯的照射角度可调整，并准确指向叶片尖部高度位置，可在环境光线较差的条件下为高清摄像机拍摄图像时提供光照条件，提高了塔架净空视频监测技术方案的准确度，扩大了塔架净空视频监测技术方案的应用范围。
16.2、本申请中控制单元中设有光线传感器，可实现led照射灯开启、关闭的自动控制。
17.3、本申请中多个led照射灯均匀分布在塔架周围，安装空间充足，且led照射灯、照射灯控制单元、小型太阳能储能电源产品技术成熟可靠、成本低，可实现大批量推广应用。
18.4、本申请中所述多个led照射灯均匀分布在塔架底部时，安装布置方便；当所述多个led照射灯通过磁吸或粘接的方式布置在塔架上与叶片经过塔架时叶片尖部高度相同的位置时，led照射灯照射角度接近水平，不会给上空造成光照污染。
附图说明
19.图1为实施例1中的风电机组塔架净空监测照明系统布设示意图；
20.图2为实施例1中的led照射灯的结构示意图；
21.图3为实施例2中的风电机组塔架净空监测照明系统布设示意图；
22.图中：1-led照射灯，2-塔架，3-叶片，4-角度调节旋钮，5-支承座。
具体实施方式
23.下面结合附图及实施例对本实用新型做详细具体的说明，但是本实用新型的保护范围并不局限于以下实施例。
24.实施例1
25.本实施例中提供的风电机组塔架净空监测照明系统如图1和图2所示，所述led照射灯1均匀的分布在塔架3的外围且排列呈环形，照射灯的照射方向均以塔架为中心向外射向风电机组的净空识别区，所述净空识别区为风电机组的叶片3尖部旋转至最低高度时所位于的环形区域，参见图1中虚线所标记出的区域。由于风电机组中设置有偏航系统，需要根据风向调节机舱及叶片的迎风向，即机舱和叶片是绕塔架整体旋转的，因此净空识别区需要设置为环形区域。
26.所述照射灯设置有12个，且相邻的照射灯之间的间隔角度相同均为30
°
，照射灯分
布在塔架底部周围的地面上且排列呈圆环形，如图1所示，照射灯的照射方向斜向上射向风电机组的净空识别区。所述照射灯的下方设置有支承座5，照射灯通过支承座固定于地面上。照射灯和支承座之间还设置有角度调节旋钮4，照射灯通过角度调节旋钮调节照射方向，如图2所示。本实施例中多个led照射灯均匀分布在塔架周围的地面上，安装空间充足，安装布置方便。
27.本实施例中照射灯可在环境光线较差的条件下为高清摄像机拍摄图像时提供光照条件，提高了塔架净空视频监测技术方案的准确度，扩大了塔架净空视频监测技术方案的应用范围。
28.本实施例中还设置有电源和控制单元(图中未画出)，电源通过控制单元与照射灯连接并供电，所述电源采用小型太阳能储能电源，提供电压不超过36v的直流电。控制单元中设置有光线传感器，根据外界的光线强度控制照射灯的开启和关闭。本实用新型中led照射灯、控制单元、小型太阳能储能电源产品为本领域中十分常规的产品，在本申请中无需针对上述产品进行过度介绍，其技术成熟可靠、成本低，可实现大批量推广应用。
29.实施例2
30.本实施例中提供的风电机组塔架净空监测照明系统如图3所示，其整体结构大部分与实施例1中相同，所区别之处在于本实施例中led照射灯1分布在塔架2的侧壁上且围绕塔架设置有一周，照射灯的底部通过磁吸或粘接的方式固定在塔架上，且其安装高度与净空识别区的高度相同，照射灯的照射方向以塔架为中心水平向外呈放射状射向净空识别区，此布设方式下led照射灯照射角度基本上为水平，不会给上空造成光照污染。


技术特征：
1.一种风电机组塔架净空监测照明系统，至少包括照射灯，其特征在于：所述照射灯均匀的分布在塔架的外围且排列呈环形，照射灯的照射方向均以塔架为中心向外射向风电机组的净空识别区，所述净空识别区为风电机组的叶片尖部旋转至最低高度时所位于的环形区域；所述风电机组塔架净空监测照明系统中还设置有电源和控制单元，电源通过控制单元与照射灯连接并供电；控制单元中设置有光线传感器，根据外界的光线强度控制照射灯的开启和关闭。2.根据权利要求1所述的风电机组塔架净空监测照明系统，其特征在于：所述照射灯为led照射灯。3.根据权利要求1所述的风电机组塔架净空监测照明系统，其特征在于：所述照射灯分布在塔架底部周围的地面上且排列呈圆环形，照射灯的照射方向斜向上射向风电机组的净空识别区，所述照射灯的下方设置有支承座，照射灯通过支承座固定于地面上。4.根据根据权利要求3所述的风电机组塔架净空监测照明系统，其特征在于：所述照射灯和支承座之间设置有角度调节旋钮，照射灯通过角度调节旋钮调节照射方向。5.根据权利要求1所述的风电机组塔架净空监测照明系统，其特征在于：所述照射灯分布在塔架的侧壁上且围绕塔架设置有一周，照射灯的底部固定在塔架上，且其安装高度与净空识别区的高度相同，照射灯的照射方向以塔架为中心水平向外呈放射状射向净空识别区。6.根据权利要求5所述的风电机组塔架净空监测照明系统，其特征在于：所述照射灯通过磁吸或粘接的方式固定在塔架上。7.根据权利要求3或5所述的风电机组塔架净空监测照明系统，其特征在于：所述照射灯设置有12个以上，且相邻的照射灯之间的间隔角度相同，间隔角度不大于30
°
。8.根据权利要求1所述的风电机组塔架净空监测照明系统，其特征在于：所述电源采用小型太阳能储能电源，提供电压不超过36v的直流电。

技术总结
本实用新型提供了一种风电机组塔架净空监测照明系统，包括照射灯、电源和控制单元，照射灯均匀的分布在塔架的外围且排列呈环形，照射灯的照射方向均以塔架为中心向外射向风电机组的净空识别区，所述净空识别区为风电机组的叶片尖部旋转至最低高度时所位于的环形区域；电源通过控制单元与照射灯连接并供电；控制单元中设置有光线传感器，根据外界的光线强度控制照射灯的开启和关闭。该系统能够在环境光线较差的条件下为视频净空监测中的高清摄像机拍摄图像时提供光照条件，从而提高了塔架净空视频监测技术方案的准确度，扩大了塔架净空视频监测技术方案的应用范围。空视频监测技术方案的应用范围。空视频监测技术方案的应用范围。


技术研发人员：郭晓亮 王东利 李洪任 李东辉 王海潮 梁伟林 黄永超 李明冉
受保护的技术使用者：陕西中科启航科技有限公司
技术研发日：2022.12.06
技术公布日：2023/6/14