海上风力发电机组整体运输的状态监测系统的制作方法

专利2022-06-28  101


本实用新型涉及海上运输技术领域,更具体地讲,涉及一种海上风力发电机组整体运输的状态监测系统。



背景技术:

船舶在海洋上的活动不同于陆地,船舶会随着海风、海浪做不规律的起伏运动,致使海上风力发电机组整体在运输过程会出现风力发电机组受海风、海浪影响引起的偏移。并且,由于海上的风力发电机组容量大、重量大,风力发电机组的头部较重,在偏移过程中会对塔架/基础部分造成损伤,严重时容易造成风力发电机组的倾倒。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提出一种海上风力发电机组整体运输的状态监测系统,能够实现对海上风力发电机组整体运输过程中的状态进行实时准确监测,从而保证风力发电机组的运输运行。

本实用新型示例性实施例的一方面,提供一种海上风力发电机组整体运输的状态监测系统,状态监测系统包括机舱检测装置、基础法兰检测装置、控制器和用户终端,其中,机舱检测装置设置在塔架顶部的塔顶法兰所在位置处,基础法兰检测装置设置在塔架底部的基础法兰所在位置处,其中,机舱检测装置将检测的塔顶法兰所在位置处的第一动态参数发送至控制器,基础法兰检测装置将检测的基础法兰所在位置处的第二动态参数发送至控制器,控制器将接收的第一动态参数和第二动态参数发送至用户终端,用户终端显示第一动态参数和第二动态参数。

可选地,机舱检测装置可包括第一姿态测试传感器和第一测试模块,其中,第一姿态测试传感器布置在塔顶法兰的中心点位置处,第一测试模块设置在机舱的控制柜内,第一姿态测试传感器有线连接到第一测试模块,其中,第一姿态测试传感器将检测的塔顶法兰的中心点位置处的第一动态参数发送至第一测试模块,第一测试模块将接收的第一动态参数发送至控制器。

可选地,第一姿态测试传感器可包括以下项中的至少一项:第一角度传感器、第一加速度传感器、第一风速检测器,其中,第一动态参数可包括以下项中的至少一项:第一角度传感器检测的塔顶法兰的中心点位置处在横滚方向和俯仰方向上的动态角度值、第一加速度传感器检测的塔顶法兰的中心点位置处在横滚方向和俯仰方向上的动态加速度值、第一风速检测器检测的在塔顶法兰的中心点位置处的风速值。

可选地,基础法兰检测装置包括第二姿态测试传感器和第二测试模块,其中,第二姿态测试传感器布置在基础法兰的前沿,第二测试模块设置在塔架底部的控制柜内,第二姿态测试传感器有线连接到第二测试模块,其中,第二姿态测试传感器将检测的基础法兰的前沿的第二动态参数发送至第二测试模块,第二测试模块将接收的第二动态参数发送至控制器。

可选地,第二姿态测试传感器可包括以下项中的至少一项:第二角度传感器、第二加速度传感器、第二风速检测器、第一应力传感器,其中,第二动态参数可包括以下项中的至少一项:第二角度传感器检测的基础法兰的前沿在横滚方向和俯仰方向上的动态角度值、第二加速度传感器检测的基础法兰的前沿在横滚方向和俯仰方向上的动态加速度值、第二风速检测器检测的在基础法兰的前沿处的风速值、第一应力传感器检测的基础法兰的前沿所受的第一应力值。

可选地,状态监测系统可还包括塔架约束装置,塔架约束装置可包括支撑部和夹持件,其中,支撑部的一端固定在海上运输载体上,支撑部的另一端连接到夹持件的一端,夹持件的另一端用于夹持塔架在高度方向的中间位置。

可选地,状态监测系统可还包括:第二应力传感器,布置于塔架被夹持件所夹持的中间位置处的内壁上,用于检测塔架被夹持处所受的第二应力值,并将检测的第二应力值发送至控制器,其中,控制器将接收的第二应力值发送至用户终端以进行显示。

可选地,控制器可利用检测的塔顶法兰的中心点位置处在横滚方向和俯仰方向上的动态角度值,获得塔顶法兰的中心点位置的实时位移量以及实时晃动角度值,并发送至用户终端,用户终端显示接收到的塔顶法兰的中心点位置的实时位移量以及实时晃动角度值。

可选地,状态监测系统可还包括设置在海上运输载体的监控室内的报警器,其中,控制器通过比较塔顶法兰的中心点位置的实时位移量和位移阈值,将产生的实时位移量超出位移阈值的第一报警信号发送给报警器,和/或,控制器通过比较基础法兰的前沿所受的第一应力值和第一应力限值,将产生的第一应力值超出第一应力限值的第二报警信号发送给报警器,和/或,控制器通过比较塔架被夹持处所受的第二应力值和第二应力限值,将产生的第二应力值超出第二应力限值的第三报警信号发送给报警器,报警器响应于第一报警信号、第二报警信号、第三报警信号中的至少一个报警信号进行报警。

可选地,状态监测系统可还包括交换机,其中,第一测试模块有线连接到交换机,以将接收的第一动态参数经由交换机发送至控制器,第二测试模块有线连接到交换机,以将接收的第二动态参数经由交换机发送至控制器,其中,交换机和控制器均设置在塔架底部的控制柜内,交换机有线连接到控制器,控制器有线/无线连接到用户终端,用户终端设置在海上运输载体的监控室内,和/或,控制器通过单个计算机实现。

采用根据本实用新型示例性实施例的上述状态监测系统,能够实现对海上风力发电机组整体运输过程中的状态监测,以确保风力发电机组运输安全。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述,本实用新型的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚,其中:

图1示出根据本实用新型示例性实施例的海上风力发电机组整体运输的示意图;

图2示出根据本实用新型示例性实施例的海上风力发电机组整体运输的状态监测系统的框图。

具体实施方式

下面,将参照附图详细描述本实用新型的实施例。

图1示出根据本实用新型示例性实施例的海上风力发电机组整体运输的示意图。

如图1所示,在海上运输过程中,风力发电机组1整体被固定在海上运输载体2上,例如,可将风力发电机组1的塔架底部的基础3通过钢索与海上运输载体2进行固定连接,但本实用新型不限于此,还可以通过其他方式来对风力发电机组1进行固定。作为示例,海上运输载体2可包括但不限于船舶等海上运输工具。

在海上风力发电机组整体运输过程中,由于受到海风、海浪波动的影响,风力发电机组(特别是机舱)会产生晃动、偏移,在本实用新型示例性实施例中,针对上述情况提出一种海上风力发电机组整体运输的状态监测系统,针对海上运输过程中的风力发电机组进行实时状态监测,以确保风力发电机组海上运输的稳定性和安全性。

在本实用新型示例性实施例中,为减少风力发电机组在海上整体运输过程中的晃动和偏移,可以在海上整体运输之前针对风力发电机组设置一塔架约束装置4,用于确保整个塔架的整体刚度。

如图1所示,塔架约束装置4可包括但不限于支撑部41和夹持件42。

例如,支撑部41的一端固定在海上运输载体2上,支撑部41的另一端连接夹持件42的一端,夹持件42的另一端用于夹持塔架在高度方向的中间位置。这里,通过支撑部41和夹持件42对塔架在高度方向的中间位置的约束,可以在一定程度上减少风力发电机组在海上整体运输过程中的晃动和偏移。

在一优选示例中,夹持件42可包括但不限于第一夹持件和第二夹持件,第一夹持件的第一侧表面内凹形成第一夹持部,第二夹持件的第一侧表面内凹形成第二夹持部,第一夹持部与第二夹持部共同形成塔架在高度方向的中间位置处截面的形状,以通过第一夹持部与第二夹持部对塔架的中间位置处进行夹持。

支撑部41可包括但不限于第一支撑件和第二支撑件。例如,可将第一夹持件的与第一夹持件的第一侧表面背对的第二侧表面与第一支撑件的一端连接,第一支撑件的另一端固定在海上运输载体2上。可将第二夹持件的与第二夹持件的第一侧表面背对的第二侧表面与第二支撑件的一端连接,第二支撑件的另一端固定在海上运输载体2上。

应理解,上述所列举的塔架约束装置的结构仅为示例,本实用新型不限于此,本领域技术人员可以采用各种结构或者形状的塔架约束装置对塔架进行夹持,以在海上运输过程中对塔架进行固定约束。

此外,应理解,本实用新型中对支撑部41和夹持件42的数量不做限定,本领域技术人员可以根据实际运输需求以及海上运输载体的容纳空间来确定支撑部41和夹持件42的数量,以实现对塔架的固定约束。

优选地,本实用新型示例性实施例的海上风力发电机组整体运输的状态监测系统是基于风力发电机组设置了塔架约束装置的前提进行的状态监测,但本实用新型不限于此,该状态监测系统也可以针对风力发电机组在海上运输过程中不设置塔架约束装置的情况来进行实时状态监测。

下面参照图2来介绍海上风力发电机组整体运输的状态监测系统的结构和工作原理。

图2示出根据本实用新型示例性实施例的海上风力发电机组整体运输的状态监测系统的框图。

如图2所示,根据本实用新型示例性实施例的海上风力发电机组整体运输的状态监测系统包括:机舱检测装置100、基础法兰检测装置200、控制器300和用户终端400。

机舱检测装置100设置在塔架顶部的塔顶法兰所在位置处,基础法兰检测装置200设置在塔架底部的基础法兰所在位置处。这里,塔顶法兰可指用于连接风力发电机组的机舱和塔架的法兰,基础法兰可指用于连接风力发电机组的塔架和基础的法兰。

具体说来,机舱检测装置100将检测的塔顶法兰所在位置处的第一动态参数发送至控制器300。

例如,机舱检测装置100可包括但不限于第一姿态测试传感器101和第一测试模块102。

第一姿态测试传感器101可布置在塔顶法兰的中心点位置处,第一测试模块102可设置在机舱的控制柜内,以减少第一姿态测试传感器101与第一测试模块102之间的传输距离。

作为示例,可在塔顶法兰的中心点位置处设置一支架,将第一姿态测试传感器101布置在该支架上,以通过第一姿态测试传感器101检测在塔顶法兰的中心点位置处的第一动态参数。

优选地,可在海上运输载体处于小风、无浪涌状态下,预先利用调平设备(如水平仪)对第一姿态测试传感器101进行调平,利用调平后的第一姿态测试传感器101来检测第一动态参数。

第一姿态测试传感器101将检测的塔顶法兰的中心点位置处的第一动态参数发送至第一测试模块102,第一测试模块102将接收的第一动态参数发送至控制器300。

优选地,第一姿态测试传感器101可有线连接到第一测试模块102,第一测试模块102可有线连接到控制器300,以通过有线连接来传输数据。但本实用新型不限于此,第一姿态测试传感器101也可以通过无线方式将检测的第一动态参数发送至第一测试模块102,第一测试模块102也可以通过无线方式将第一动态参数发送至控制器300。

作为示例,第一姿态测试传感器101可包括但不限于以下项中的至少一项:第一角度传感器11、第一加速度传感器12、第一风速检测器13。

在此情况下,第一动态参数可包括但不限于以下项中的至少一项:第一角度传感器11检测的塔顶法兰的中心点位置处在横滚方向和俯仰方向上的动态角度值、第一加速度传感器12检测的塔顶法兰的中心点位置处在横滚方向和俯仰方向上的动态加速度值、第一风速检测器13检测的在塔顶法兰的中心点位置处的风速值。

第一角度传感器11将检测的塔顶法兰的中心点位置处在横滚方向和俯仰方向上的动态角度值发送至第一测试模块102,第一加速度传感器12将检测的塔顶法兰的中心点位置处在横滚方向和俯仰方向上的动态加速度值发送至第一测试模块102,第一风速检测器13将检测的在塔顶法兰的中心点位置处的风速值发送至第一测试模块102,第一测试模块102将对应接收的动态角度值、动态加速度值、风速值发送至控制器300。

基础法兰检测装置200将检测的基础法兰所在位置处的第二动态参数发送至控制器300。

例如,基础法兰检测装置200可包括但不限于第二姿态测试传感器201和第二测试模块202。

第二姿态测试传感器202可布置在基础法兰的前沿,这里,基础法兰的前沿可指海上运输载体的行进方向,第二测试模块202可设置在塔架底部的控制柜内,以减少第二姿态测试传感器201与第二测试模块202之间的传输距离。

作为示例,可将第二姿态测试传感器201直接设置在基础法兰的前沿,并在海上运输载体处于小风、无浪涌状态下,预先利用调平设备对第二姿态测试传感器201进行调平,利用调平后的第二姿态测试传感器201来检测第二动态参数。

第二姿态测试传感器201将检测的基础法兰的前沿的第二动态参数发送至第二测试模块202,第二测试模块202将接收的第二动态参数发送至控制器300。

优选地,第二姿态测试传感器201可有线连接到第二测试模块102,第二测试模块202可有线连接到控制器300,以通过有线连接来传输数据。但本实用新型不限于此,第二姿态测试传感器201也可以通过无线方式将检测的第二动态参数发送至第二测试模块202,第二测试模块202也可以通过无线方式将第二动态参数发送至控制器300。

作为示例,第二姿态测试传感器201可包括但不限于以下项中的至少一项:第二角度传感器21、第二加速度传感器22、第二风速检测器23、第一应力传感器24。

在此情况下,第二动态参数可包括但不限于以下项中的至少一项:第二角度传感器21检测的基础法兰的前沿在横滚方向和俯仰方向上的动态角度值、第二加速度传感器22检测的基础法兰的前沿在横滚方向和俯仰方向上的动态加速度值、第二风速检测器23检测的在基础法兰的前沿处的风速值、第一应力传感器24检测的基础法兰的前沿所受的第一应力值。

第二角度传感器21将检测的基础法兰的前沿在横滚方向和俯仰方向上的动态角度值发送至第二测试模块202,第二加速度传感器22将检测的基础法兰的前沿在横滚方向和俯仰方向上的动态加速度值发送至第二测试模块202,第二风速检测器23将检测的在基础法兰的前沿处的风速值发送至第二测试模块202,第一应力传感器24将检测的基础法兰的前沿所受的第一应力值发送至第二测试模块202,第二测试模块202将对应接收的动态角度值、动态加速度值、风速值、第一应力值发送至控制器300。

控制器300将接收的第一动态参数和第二动态参数发送至用户终端400。

用户终端400显示第一动态参数和第二动态参数。优选地,用户终端400可设置在海上运输载体的监控室内,以便于用户及时了解风力发电机组在海上运输过程中的实时状态情况。

在一优选实施例中,根据本实用新型示例性实施例的海上风力发电机组整体运输的状态监测系统可还包括交换机500。

在此情况下,第一测试模块102连接到交换机500,以将接收的第一动态参数经由交换机500发送至控制器300。第二测试模块202连接到交换机500,以将接收的第二动态参数经由交换机500发送至控制器300。作为示例,交换机500和控制器300可均设置在塔架底部的控制柜内。

优选地,第一测试模块102可有线连接到交换机500,第二测试模块202可有线连接到交换机500,交换机500可有线连接到控制器300,控制器300可有线连接到用户终端400,以通过有线连接来传输数据。但本实用新型不限于此,也可以通过无线方式在上述各设备之间进行数据传输。

作为示例,控制器300与用户终端400之间可通过光纤进行连接,但本实用新型不限于,还可以通过其他方式进行有线连接。

在一优选实施例中,针对上述海上风力发电机组整体运输的状态监测系统包括塔架约束装置4的情况,该状态监测系统可还包括第二应力传感器600。

第二应力传感器600可布置于塔架被塔架约束装置4的夹持件42所夹持的中间位置处的内壁上,用于检测塔架被夹持处所受的第二应力值,并将检测的第二应力值发送至控制器300。

优选地,第二应力传感器600可有线连接到交换机500,以经由交换机500将检测的第二应力值发生至控制器300。在此情况下,控制器300可将接收的第二应力值发送至用户终端400以进行显示。

作为示例,第二应力传感器600可包括多个应力传感器,以预定角度间隔沿塔筒的圆周方向布置在塔架被塔架约束装置4的夹持件42所夹持的中间位置处的内壁上。在一示例中,第二应力传感器600可包括三个应力传感器,沿塔筒的圆周方向呈120度均匀布置,但本实用新型不限于此,本领域技术人员可以根据需要来确定应力传感器的布置数量和布置位置。

根据本实用新型示例性实施例的海上风力发电机组整体运输的状态监测系统,除将上述第一动态参数、第二动态参数以及第二应力值直接在用户终端400进行显示之外,还可以基于第一动态参数中的动态角度值计算塔顶法兰的中心点位置的实时位移量和实时晃动角度值。

作为示例,控制器300可实现为专门的硬件计算电路或者具有计算器程序的计算机,以基于第一动态参数中的动态角度值来计算塔顶法兰的中心点位置的实时位移量和实时晃动角度值。

在一示例中,控制器300可通过可编程逻辑控制器plc主站实现,上述第一测试模块101和第二测试模块201可通过plc子站实现,以形成主-从结构的状态监测系统,并可以modbus总线通讯形式作为通讯链路。

例如,控制器300利用塔架高度和检测的塔顶法兰的中心点位置处在横滚方向和俯仰方向上的动态角度值,计算塔顶法兰的中心点位置的实时位移量。这里,该位移量指的是当前塔顶法兰的中心点位置相对于塔顶法兰的中心点位置的初始位置的位移,该初始位置为在风力发电机组的塔架安装完成之后,塔顶法兰的中心点位置在海上运输载体处于小风、无浪涌状态下的位置。

这里,控制器300是基于勾股定理来计算上述实时位移量的,控制器300基于勾股定理执行上述计算实时位移量的处理为控制器的固有功能,其计算处理的方法为本领域的公知常识。

下面列举一控制器300计算塔顶法兰的中心点位置的实时位移量的示例。

作为示例,控制器300可包括正弦求解器、乘法器、加法器和求根器。

具体地,正弦求解器计算检测的塔顶法兰的中心点位置处在横滚方向上的动态角度值的第一正弦值,以及检测的塔顶法兰的中心点位置处在俯仰方向上的动态角度值的第二正弦值。

乘法器计算塔架高度与第一正弦值的乘积的第一平方值,以及塔架高度与第二正弦值的乘积的第二平方值。加法器计算第一平方值与第二平方值之和。求根器计算第一平方值与第二平方值之和的平方根,将计算得到的平方根确定为塔顶法兰的中心点位置的实时位移量。

下面参照图1所示来介绍计算塔顶法兰的中心点位置的实时位移量的过程。

如图1所示,x轴方向表示横滚方向,y轴方向表示俯仰方向,r点表示塔顶法兰的中心点位置的实时位置,r点的坐标为(x,y),b点表示塔架底部的基础法兰的中心点位置,t点表示塔顶法兰的中心点位置的初始位置,t′点表示塔顶法兰的中心点位置的实时位置r点在bt上的投影位置。

在本实用新型示例性实施例中,所检测的塔顶法兰的中心点位置指的是塔顶法兰的中心点位置的实时位置(以下称实时位置r),实时位置r在横滚方向上的动态角度值α=∠xbt′,实时位置r在俯仰方向上的动态角度值β=∠ybt′,横滚方向与俯仰方向互相垂直。

在海上风力发电机组整体运输过程中,塔架约束装置(桁架结构)将塔架实时抱紧,使得其中部刚度增大,风力发电机组在海上整体运输过程中的状态变化主要是风载、浪涌的综合作用,状态监测系统获取实时第一动态参数后需要实时转换为实时位移量。

例如,可利用如下公式来计算塔顶法兰的中心点位置的实时位移量:

公式(1)中,rt′表示塔顶法兰的中心点位置的实时位移量,xt′表示塔顶法兰的中心点位置的实时位置在横滚方向上的分量,yt′表示塔顶法兰的中心点位置的实时位置在俯仰方向上的分量,α表示塔顶法兰的中心点位置的实时位置在横滚方向上的动态角度值,β表示塔顶法兰的中心点位置的实时位置在俯仰方向上的动态角度值,h表示塔架高度(b点到t点的距离bt,也是r点到b点的距离),即,塔顶法兰与基础法兰之间的距离。

此外,控制器300还利用塔架高度和塔顶法兰的中心点位置的实时位移量计算塔顶法兰的中心点位置的实时晃动角度值。

作为示例,控制器300可还包括反正弦求解器。例如,反正弦求解器计算实时位移量与塔架高度的比值的反正弦值,将计算得到的反正弦值确定为塔顶法兰的中心点位置的实时晃动角度值。

例如,可利用如下公式来计算塔顶法兰的中心点位置的实时晃动角度值:

∠rbt=arcsin(rt′/h)(2)

公式(2)中,∠rbt表示塔顶法兰的中心点位置的实时晃动角度值。

在此情况下,控制器300还将计算得到的塔顶法兰的中心点位置的实时位移量和实时晃动角度值发送至用户终端400以进行显示。

这样,用户可以通过用户终端400所显示的顶法兰的中心点位置的实时位移量和实时晃动角度值来及时了解风力发电机组的塔架顶部在海上整体运输过程中的晃动和偏移情况。在此基础上,用户还可以结合用户终端400显示的第二动态参数和第二应力值,来辅助判断风力发电机组整体的晃动和偏移情况。

优选地,根据本实用新型示例性实施例的海上风力发电机组整体运输的状态监测系统可还包括设置在海上运输载体的监控室内的报警器(图中未示出)。

在一示例中,控制器300可将通过比较塔顶法兰的中心点位置的实时位移量和位移阈值而产生的指示实时位移量超出(即,大于)位移阈值的第一报警信号发送给报警器。

在另一示例中,控制器300可将通过比较基础法兰的前沿所受的第一应力值和第一应力限值而产生的指示第一应力值超出第一应力限值的第二报警信号发送给报警器。

在另一示例中,控制器300可将通过比较塔架被夹持处所受的第二应力值和第二应力限值而产生的指示第二应力值超出第二应力限值的第三报警信号发送给报警器。

报警器可响应于第一报警信号、第二报警信号、第三报警信号中的至少一个报警信号进行报警。

这里,控制器300执行比较实时位移量和位移阈值的处理,以及执行比较应力值和应力限值的处理为控制器的固有功能,控制器在实时位移量超出位移阈值时,或者应力值超出应力限值时产生报警信号的方法为本领域的公知常识。

此外,在一优选实施例中,还可以在海上运输载体上设置浪涌传感器和/或用于采集环境参数的其他传感器(例如,温度/湿度传感器),浪涌传感器和其他传感器可将各自所检测的参数传输至控制器300,控制器300将从浪涌传感器和其他传感器接收的参数发送至用户终端400以进行显示,从而辅助用户对风力发电机组状态的判断,使得用户可以更为全面地了解风力发电机组在海上整体运输过程中的状态。

此外,控制器300还可以基于在海上整体运输过程中塔顶法兰的中心点位置的实时位置来拟合出塔顶法兰的中心点位置的位移轨迹图,并在用户终端400上进行显示以供用户参考。

这里,控制器300可以利用现有各种的拟合方法来基于塔顶法兰的中心点位置的实时位置获得位移轨迹图,上述拟合方法为本领域的公知常识。

此外,根据本实用新型示例性实施例的海上风力发电机组整体运输的状态监测系统可还包括:存储器(图中未示出)。

例如,控制器300以预定周期将以下项中的至少一项上传至存储器以进行存储:第一动态参数、第二动态参数、第二应力值、塔顶法兰的中心点位置的实时位移量、实时晃动角度值。

本实用新型示例性实施例的海上风力发电机组整体运输的状态监测系统,实现了对大兆瓦风力发电机组海上整体运输过程中的姿态检测,确保了风力发电机组海上整体运输的稳定性和安全性。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本申请,但是本领域的技术人员应该理解,在不脱离权利要求所限定的本申请的精神和范围的情况下,可以对其进行形式和细节上的各种改变。


技术特征:

1.一种海上风力发电机组整体运输的状态监测系统,其特征在于,所述状态监测系统包括机舱检测装置、基础法兰检测装置、控制器和用户终端,

其中,所述机舱检测装置设置在塔架顶部的塔顶法兰所在位置处,所述基础法兰检测装置设置在塔架底部的基础法兰所在位置处,

其中,所述机舱检测装置将检测的塔顶法兰所在位置处的第一动态参数发送至所述控制器,

所述基础法兰检测装置将检测的基础法兰所在位置处的第二动态参数发送至所述控制器,

所述控制器将接收的第一动态参数和第二动态参数发送至所述用户终端,

所述用户终端显示所述第一动态参数和所述第二动态参数。

2.根据权利要求1所述的状态监测系统,其特征在于,所述机舱检测装置包括第一姿态测试传感器和第一测试模块,

其中,所述第一姿态测试传感器布置在塔顶法兰的中心点位置处,所述第一测试模块设置在机舱的控制柜内,所述第一姿态测试传感器有线连接到所述第一测试模块,

其中,所述第一姿态测试传感器将检测的塔顶法兰的中心点位置处的第一动态参数发送至所述第一测试模块,所述第一测试模块将接收的第一动态参数发送至所述控制器。

3.根据权利要求2所述的状态监测系统,其特征在于,所述第一姿态测试传感器包括以下项中的至少一项:第一角度传感器、第一加速度传感器、第一风速检测器,

其中,所述第一动态参数包括以下项中的至少一项:所述第一角度传感器检测的塔顶法兰的中心点位置处在横滚方向和俯仰方向上的动态角度值、所述第一加速度传感器检测的塔顶法兰的中心点位置处在横滚方向和俯仰方向上的动态加速度值、所述第一风速检测器检测的在塔顶法兰的中心点位置处的风速值。

4.根据权利要求3所述的状态监测系统,其特征在于,所述基础法兰检测装置包括第二姿态测试传感器和第二测试模块,

其中,所述第二姿态测试传感器布置在基础法兰的前沿,所述第二测试模块设置在塔架底部的控制柜内,所述第二姿态测试传感器有线连接到所述第二测试模块,

其中,所述第二姿态测试传感器将检测的基础法兰的前沿的第二动态参数发送至所述第二测试模块,所述第二测试模块将接收的第二动态参数发送至所述控制器。

5.根据权利要求4所述的状态监测系统,其特征在于,所述第二姿态测试传感器包括以下项中的至少一项:第二角度传感器、第二加速度传感器、第二风速检测器、第一应力传感器,

其中,所述第二动态参数包括以下项中的至少一项:所述第二角度传感器检测的基础法兰的前沿在横滚方向和俯仰方向上的动态角度值、所述第二加速度传感器检测的基础法兰的前沿在横滚方向和俯仰方向上的动态加速度值、所述第二风速检测器检测的在基础法兰的前沿处的风速值、所述第一应力传感器检测的基础法兰的前沿所受的第一应力值。

6.根据权利要求5所述的状态监测系统,其特征在于,所述状态监测系统还包括塔架约束装置,所述塔架约束装置包括支撑部和夹持件,

其中,所述支撑部的一端固定在海上运输载体上,所述支撑部的另一端连接到所述夹持件的一端,所述夹持件的另一端用于夹持塔架在高度方向的中间位置。

7.根据权利要求6所述的状态监测系统,其特征在于,所述状态监测系统还包括:

第二应力传感器,布置于塔架被所述夹持件所夹持的中间位置处的内壁上,用于检测塔架被夹持处所受的第二应力值,并将检测的第二应力值发送至所述控制器,

其中,所述控制器将接收的第二应力值发送至所述用户终端以进行显示。

8.根据权利要求7所述的状态监测系统,其特征在于,所述控制器利用检测的塔顶法兰的中心点位置处在横滚方向和俯仰方向上的动态角度值,获得塔顶法兰的中心点位置的实时位移量以及实时晃动角度值,并发送至所述用户终端,

所述用户终端显示接收到的塔顶法兰的中心点位置的实时位移量以及实时晃动角度值。

9.根据权利要求8所述的状态监测系统,其特征在于,所述状态监测系统还包括设置在海上运输载体的监控室内的报警器,

其中,所述控制器通过比较塔顶法兰的中心点位置的实时位移量和位移阈值,将产生的实时位移量超出位移阈值的第一报警信号发送给所述报警器,

和/或,所述控制器通过比较基础法兰的前沿所受的第一应力值和第一应力限值,将产生的第一应力值超出第一应力限值的第二报警信号发送给所述报警器,

和/或,所述控制器通过比较塔架被夹持处所受的第二应力值和第二应力限值,将产生的第二应力值超出第二应力限值的第三报警信号发送给所述报警器,

所述报警器响应于第一报警信号、第二报警信号、第三报警信号中的至少一个报警信号进行报警。

10.根据权利要求4中的任意一项所述的状态监测系统,其特征在于,所述状态监测系统还包括交换机,

其中,所述第一测试模块有线连接到所述交换机,以将接收的第一动态参数经由所述交换机发送至所述控制器,所述第二测试模块有线连接到所述交换机,以将接收的第二动态参数经由所述交换机发送至所述控制器,

其中,所述交换机和所述控制器均设置在塔架底部的控制柜内,所述交换机有线连接到所述控制器,所述控制器有线/无线连接到所述用户终端,所述用户终端设置在海上运输载体的监控室内,

和/或,所述控制器通过单个计算机实现。

技术总结
本实用新型提供一种海上风力发电机组整体运输的状态监测系统,该状态监测系统包括机舱检测装置、基础法兰检测装置、控制器和用户终端,机舱检测装置设置在塔架顶部的塔顶法兰所在位置处,基础法兰检测装置设置在塔架底部的基础法兰所在位置处,机舱检测装置将检测的塔顶法兰所在位置处的第一动态参数发送至控制器,基础法兰检测装置将检测的基础法兰所在位置处的第二动态参数发送至控制器,控制器将接收的第一动态参数和第二动态参数发送至用户终端,用户终端显示第一动态参数和第二动态参数。采用根据本实用新型示例性实施例的上述状态监测系统,能够实现对海上风力发电机组整体运输过程中的状态监测,以确保风力发电机组运输安全。

技术研发人员:彭昶;靖峰;范德
受保护的技术使用者:新疆金风科技股份有限公司
技术研发日:2019.11.21
技术公布日:2020.06.09

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