風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)對強風(fēng)的輔助系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)對強風(fēng)的輔助系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在設(shè)計風(fēng)機時，都要保證風(fēng)機受到的最大風(fēng)荷載小于風(fēng)機的設(shè)計載荷/極限載荷，以避免風(fēng)機在遭遇強風(fēng)(包括臺風(fēng)、龍卷風(fēng)等)時被損壞。為保證風(fēng)機在強風(fēng)中的安全，現(xiàn)有風(fēng)機設(shè)計全部采用被動的方式一一減少葉片長度以減小受風(fēng)面或增強風(fēng)機結(jié)構(gòu)提升抵抗極限載荷能力，但這些方法都犧牲風(fēng)電機組發(fā)電量并增加設(shè)備和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的投資，并且在應(yīng)對超設(shè)計標(biāo)準強風(fēng)時，風(fēng)機整體安全性處于失控狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)對強風(fēng)的輔助系統(tǒng)及方法，它能使風(fēng)力發(fā)電機在面對強風(fēng)時具有更靈活的應(yīng)對方式，也能提升風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)對強風(fēng)的能力并提升安全系數(shù)。
[0004]其技術(shù)方案如下:
[0005]一種風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)對強風(fēng)的輔助系統(tǒng)，其中風(fēng)力發(fā)電機包括輪轂、多塊葉片和制動器，葉片與輪轂相連，制動器用于使葉片變槳或輪轂減速，其特征在于，該系統(tǒng)包括用于使葉片斷裂的搗毀裝置、用于測量葉片上應(yīng)力情況的應(yīng)力傳感器和控制器，搗毀裝置、應(yīng)力傳感器都設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機葉片上并分別與控制器電性連接或電訊聯(lián)接，控制器通過與風(fēng)力發(fā)電機的控制系統(tǒng)電性連接獲取輪轂運轉(zhuǎn)信息、制動器信息及風(fēng)速信息，控制器上設(shè)有報警器。
[0006]優(yōu)選的，所述葉片數(shù)量為兩至三塊，每塊葉片上都包括多個用于設(shè)置所述搗毀裝置的預(yù)設(shè)位置。
[0007]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)位置的范圍為在所述葉片上距離所述輪轂的1/10處至最遠的末端。
[0008]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)位置為所述葉片上的橫截面較小處。
[0009]優(yōu)選的，所述控制器上還設(shè)有警示燈和用于顯示信息的顯示器，警示燈與所述報警器相對應(yīng)。
[0010]還提供了一種用于風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)對強風(fēng)的方法，包括如下步驟:應(yīng)力傳感器獲取風(fēng)力發(fā)電機葉片上的應(yīng)力信息并傳送給控制器，風(fēng)力發(fā)電機的控制系統(tǒng)將風(fēng)力發(fā)電機上的輪轂運轉(zhuǎn)信息、制動器信息傳送給控制器；
[0011]控制器將獲取的輪轂運轉(zhuǎn)信息與內(nèi)部預(yù)設(shè)的輪轂轉(zhuǎn)速及載荷的預(yù)警值進行對比、將獲取的制動器信息進行分析并判斷其運行是否失靈、將獲取的風(fēng)速信息與內(nèi)部預(yù)設(shè)的風(fēng)速的預(yù)警值進行對比，將獲取的應(yīng)力信息與內(nèi)部預(yù)設(shè)的葉片載荷的預(yù)警值進行對比；
[0012]若輪轂運轉(zhuǎn)信息顯示輪轂轉(zhuǎn)速及載荷達到或超過了其預(yù)警值，或者制動器信息顯示制動器失靈，或者風(fēng)速信息顯示風(fēng)速達到或超過了其預(yù)警值，或者應(yīng)力信息顯示葉片載荷達到或超過了其預(yù)警值，控制器都會控制報警器進行報警；
[0013]控制器啟動搗毀裝置；
[0014]搗毀裝置使葉片在搗毀裝置的設(shè)置處發(fā)生斷裂。
[0015]其中，還包括如下步驟:控制器在獲取輪轂運轉(zhuǎn)信息、制動器信息及風(fēng)速信息、應(yīng)力信息時，顯示器將輪轂運轉(zhuǎn)信息、制動器信息、風(fēng)速信息、應(yīng)力信息顯示出來?？刂破骺刂茍缶鬟M行報警時，同時也會啟動警示燈進行警示。
[0016]下面對前述技術(shù)方案的優(yōu)點或原理進行說明:
[0017]上述風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)對強風(fēng)的輔助系統(tǒng)及方法，通過控制器與風(fēng)力發(fā)電機的控制系統(tǒng)聯(lián)通而獲取風(fēng)力發(fā)電機上的輪轂運轉(zhuǎn)信息、制動器信息通過應(yīng)力傳感器獲取風(fēng)力發(fā)電機葉片上的應(yīng)力信息。若輪轂運轉(zhuǎn)信息顯示輪轂轉(zhuǎn)速及載荷達到或超過了其預(yù)警值，或者制動器信息顯示制動器失靈，或者風(fēng)速信息顯示風(fēng)速達到或超過了其預(yù)警值，或者應(yīng)力信息顯示葉片載荷達到或超過了其預(yù)警值，控制器都會控制報警器進行報警，工作人員在聽到警報或看到警示燈后，再通過強風(fēng)的其他數(shù)據(jù)情況而決定是否要通過控制器啟動搗毀裝置。若啟動搗毀裝置將葉片搗毀，失去葉片的風(fēng)力發(fā)電機與風(fēng)的接觸面積大大減小，從而極大地減小了風(fēng)對風(fēng)力發(fā)電機的作用力，便極大地提升了該風(fēng)力發(fā)電機的安全系數(shù)，待強風(fēng)過去，更換新的葉片即可。若通過分析發(fā)現(xiàn)無需啟動搗毀裝置，便無需破壞葉片。從而既能使風(fēng)力發(fā)電機在面對強風(fēng)時具有更靈活的應(yīng)對方式，也能提升風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)對強風(fēng)的能力并提升安全系數(shù)。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例所述的風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)對強風(fēng)的輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實施例所述的風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)對強風(fēng)的輔助系統(tǒng)的原理示意圖；
[0020]附圖標(biāo)記說明:
[0021]10、控制器，11、搗毀裝置，12、應(yīng)力傳感器，20、風(fēng)力發(fā)電機，21、葉片，22、輪轂，23、
風(fēng)力發(fā)電機的控制系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明:
[0023]如圖1-2所示，為一種風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)對強風(fēng)的輔助系統(tǒng)，其中風(fēng)力發(fā)電機20包括輪轂22、多塊葉片21和制動器，葉片21與輪轂22相連，制動器與輪轂22相連用于使葉片變槳(使葉片轉(zhuǎn)向以調(diào)整受風(fēng)面)或輪轂22減速，該系統(tǒng)包括用于使葉片21斷裂的搗毀裝置11、用于測量葉片21上應(yīng)力情況的應(yīng)力傳感器12和控制器10，搗毀裝置11、應(yīng)力傳感器12都設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機葉片21上并分別與控制器10電性連接或電訊聯(lián)接，控制器10通過與風(fēng)力發(fā)電機的控制系統(tǒng)23電性連接獲取輪轂22運轉(zhuǎn)信息、制動器信息及風(fēng)速信息，控制器10上設(shè)有報警器。
[0024]本實施例中，葉片21數(shù)量為三塊，在每塊葉片21上都包括多個用于設(shè)置所述搗毀裝置11的預(yù)設(shè)位置，該預(yù)設(shè)位置的設(shè)置范圍為在葉片21上距離輪轂22的1/10處至最遠的末端，搗毀裝置11在葉片21上的位置會依據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境情況而定，另外，三塊葉片21上的搗毀裝置11也未必會在同一個預(yù)定位置。這能保障葉片21被搗毀斷裂后其斷裂的部分在掉落時不會損傷到風(fēng)力發(fā)電機20(三塊葉片在被搗毀的那一刻所處位置各不相同)。另外，控制器上還設(shè)有警示燈和用于顯示信息的顯示器，警示燈與報警器相對應(yīng)。
[0025]一種用于風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)對強風(fēng)的方法，包括如下步驟: