專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒基礎(chǔ)安全可靠性的定量檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)檢測(cè)方法研究領(lǐng)域，尤其是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒基礎(chǔ)安全可靠性的定量檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
人們的生產(chǎn)、生活離不開(kāi)能源，但石油、煤炭等化石能源日益枯竭，地球中石油的儲(chǔ)量約可開(kāi)采50年，煤炭?jī)?chǔ)量約可開(kāi)采200年。隨著全世界對(duì)環(huán)境保護(hù)、能源短缺問(wèn)題的日益關(guān)注，各國(guó)均在努力發(fā)展清潔能源、綠色能源，更多地利用自然資源，更好地促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，減少有害氣體排放。風(fēng)能是太陽(yáng)輻射對(duì)地球表面加熱不均勻而形成的，是一種綠色能源。風(fēng)電是風(fēng)能發(fā)電或者風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)稱，是清潔的可再生能源，發(fā)電過(guò)程中不消耗礦石資源，不排放溫室氣體和污染物。相對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電等其他新能源發(fā)電項(xiàng)目，風(fēng)電具有技術(shù)最成熟、最具規(guī)?；l(fā)展條件、建設(shè)周期短、投資靈活、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。風(fēng)電已經(jīng)在節(jié)約能源、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、緩解電力供應(yīng)緊張形勢(shì)、減少能源利用造成的大氣污染和溫室氣體減排等方面發(fā)揮重要作用。因此，風(fēng)力發(fā)電在全世界范圍內(nèi)被日益重視，并得到廣泛開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。20世紀(jì)90年代以來(lái)，受能源和環(huán)境的影響，世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。歐洲、北美和亞洲是世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三個(gè)主要市場(chǎng)，占世界風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘?0%以上。近年來(lái)，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電事業(yè)發(fā)展迅猛，2005年至2010年連續(xù)四年新增裝機(jī)實(shí)現(xiàn)翻番，2010年末總裝機(jī)容量達(dá)到4473萬(wàn)千瓦，超過(guò)美國(guó)，成為世界第一的風(fēng)電大國(guó)。據(jù)國(guó)家風(fēng)電信息管理中心2012年度風(fēng)電產(chǎn)業(yè)信息統(tǒng)計(jì)，到2012年底全國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量為6266萬(wàn)千瓦，比上年增加1482萬(wàn)千瓦，增長(zhǎng)率31%，全年風(fēng)電發(fā)電量1008億千瓦時(shí)，比2011年增長(zhǎng)41%，風(fēng)電發(fā)電量約占全國(guó)總上網(wǎng)電量的2.0%,風(fēng)電已超過(guò)核電成為繼煤電和水電之后的第三大主力電源。根據(jù)中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)發(fā)布的《2012年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)》報(bào)告，截至2012年底，全國(guó)已建成海上風(fēng)電項(xiàng)目總裝機(jī)38.96萬(wàn)千瓦，成為除英國(guó)、丹麥以外海上風(fēng)電裝機(jī)最多的國(guó)家。根據(jù)我國(guó)2012年出臺(tái)的《風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，2013年計(jì)劃新增風(fēng)電裝機(jī)1800萬(wàn)千瓦，到2015年并網(wǎng)裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到I億千瓦，到2020年裝機(jī)容量達(dá)到2億千瓦。我國(guó)每年都增加建設(shè)數(shù)千乃至上萬(wàn)個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，風(fēng)力發(fā)電塔筒建筑基礎(chǔ)安全可靠性直接關(guān)系到人們生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此提前發(fā)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電塔筒建筑基礎(chǔ)的安全隱患，采取措施防患于未然就能夠?qū)p失降到最低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒基礎(chǔ)安全可靠性的定量檢測(cè)方法。本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒基礎(chǔ)安全可靠性的定量檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟:
SOl:在風(fēng)力發(fā)電機(jī) 塔筒建筑基礎(chǔ)外側(cè)建立至少8個(gè)測(cè)量點(diǎn)，并在各個(gè)測(cè)量點(diǎn)上同時(shí)安裝垂直方向的低頻加速度傳感器和垂直方向的速度傳感器；
S02:以一預(yù)設(shè)的采樣時(shí)間間隔，同步采集這些測(cè)量點(diǎn)上垂直方向的振動(dòng)加速度和垂直方向的振動(dòng)速度信號(hào)，并對(duì)同一測(cè)量點(diǎn)獲取的振動(dòng)加速度和振動(dòng)速度信號(hào)進(jìn)行相位計(jì)算，得出振動(dòng)加速度對(duì)振動(dòng)速度在測(cè)量時(shí)間內(nèi)的最大相位差值；
S03:所述最大相位差值即作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)健康安全狀況的量化值。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述至少8個(gè)測(cè)量點(diǎn)均勻、對(duì)稱分布在以風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)中心為圓心的同一圓周半徑且在同一水平面上。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述至少8個(gè)測(cè)量點(diǎn)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)的承力主體結(jié)構(gòu)剛性連接，以利于完全傳遞風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)的主體承力結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的振動(dòng)。在本發(fā)明一實(shí)施例中，提供一處理單元、一存儲(chǔ)單元和一數(shù)據(jù)采集及傳送單元，用于計(jì)算并存儲(chǔ)所述最大相位差值。在本發(fā)明一實(shí)施例中，還提供一報(bào)警單元，當(dāng)所述最大相位差值變化超過(guò)一預(yù)設(shè)值時(shí)，所述報(bào)警單元發(fā)出預(yù)警信息。本發(fā)明使用低頻加速度傳感器和速度傳感器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電塔筒建筑基礎(chǔ)的振動(dòng)加速度和振動(dòng)速度，計(jì)算得出振動(dòng)加速度對(duì)振動(dòng)速度在測(cè)量時(shí)間內(nèi)的最大相位差值，記錄并跟蹤這個(gè)最大相位差值；通過(guò)此方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電塔筒建筑基礎(chǔ)的24小時(shí)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)，及時(shí)反映出風(fēng)力發(fā)電塔筒建筑基礎(chǔ)的實(shí)際健康狀況。


圖1是本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下將通過(guò)具體實(shí)施例和相關(guān)附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒基礎(chǔ)安全可靠性的定量檢測(cè)方法，包括以下步驟:
501:在風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)外側(cè)建立至少8個(gè)測(cè)量點(diǎn)，并在各個(gè)測(cè)量點(diǎn)上同時(shí)安裝垂直方向的低頻加速度傳感器和垂直方向的速度傳感器；
502:以一預(yù)設(shè)的采樣時(shí)間間隔，同步采集這些測(cè)量點(diǎn)上垂直方向的振動(dòng)加速度和垂直方向的振動(dòng)速度信號(hào)，并對(duì)同一測(cè)量點(diǎn)獲取的振動(dòng)加速度和振動(dòng)速度信號(hào)進(jìn)行相位計(jì)算，得出振動(dòng)加速度對(duì)振動(dòng)速度在測(cè)量時(shí)間內(nèi)的最大相位差值；
S03:所述最大相位差值即作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)健康安全狀況的量化值。優(yōu)選的，所述至少8個(gè)測(cè)量點(diǎn)均勻、對(duì)稱分布在以風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)中心為圓心的同一圓周半徑且在同一水平面上；所述至少8個(gè)測(cè)量點(diǎn)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)的承力主體結(jié)構(gòu)剛性連接，以利于完全傳遞風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)的主體承力結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的振動(dòng)。在本發(fā) 明一實(shí)施例中，提供一處理單元、一存儲(chǔ)單元和一振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集及傳送單元，用于計(jì)算并存儲(chǔ)所述最大相位差值；還提供一報(bào)警單元，當(dāng)所述最大相位差值變化超過(guò)一預(yù)設(shè)值時(shí)，所述報(bào)警單元發(fā)出預(yù)警信息。具體實(shí)施例:
在風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)的外側(cè)(以風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)中心為圓心的同一圓周半徑、同一水平面上)，將該圓周八等分并在八等分點(diǎn)處建立測(cè)量點(diǎn)；該些測(cè)量點(diǎn)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)的承力主體結(jié)構(gòu)剛性連接，能夠完全傳遞風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)的主體承力結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的振動(dòng)，在該些測(cè)量點(diǎn)上同時(shí)安裝垂直方向(Z方向)的低頻加速度傳感器和垂直方向(Z方向)的速度傳感器，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)的該些測(cè)量點(diǎn)，進(jìn)行振動(dòng)加速度和振動(dòng)速度的測(cè)量；
以一預(yù)設(shè)的采樣時(shí)間間隔(比如10ms)，完全同步采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)上的八個(gè)測(cè)量點(diǎn)所產(chǎn)生的垂直方向(Z方向)振動(dòng)加速度和垂直方向(Z方向)振動(dòng)速度信號(hào)，并對(duì)獲取的垂直方向(Z方向)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)振動(dòng)加速度和垂直方向(Z方向)振動(dòng)速度信號(hào)進(jìn)行相位計(jì)算，得出垂直方向(Z方向)振動(dòng)加速度對(duì)垂直方向(Z方向)振動(dòng)速度在測(cè)量時(shí)間內(nèi)的最大相位差值；所測(cè)量計(jì)算得到的最大相位差值，即作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)健康安全狀況的量化值；
由于所測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)健康安全狀況劣化時(shí)，測(cè)量計(jì)算得到的最大相位差值將發(fā)生顯著增加。通過(guò)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)的定期檢測(cè)，記錄并跟蹤這個(gè)最大相位差值，當(dāng)最大相位差值發(fā)生顯著變化(例如:增加9°至12° )時(shí)，就對(duì)應(yīng)著風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)健康安全狀況發(fā)生了顯著變化并預(yù)警，因此可以以實(shí)時(shí)、在線和動(dòng)態(tài)的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)健康安全狀況的24小時(shí)定量跟蹤。上列較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作 的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒基礎(chǔ)安全可靠性的定量檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 501:在風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)外側(cè)建立至少8個(gè)測(cè)量點(diǎn)，并在各個(gè)測(cè)量點(diǎn)上同時(shí)安裝垂直方向的低頻加速度傳感器和垂直方向的速度傳感器； 502:以一預(yù)設(shè)的采樣時(shí)間間隔，同步采集這些測(cè)量點(diǎn)上垂直方向的振動(dòng)加速度和垂直方向的振動(dòng)速度信號(hào)，并對(duì)同一測(cè)量點(diǎn)獲取的振動(dòng)加速度和振動(dòng)速度信號(hào)進(jìn)行相位計(jì)算，得出振動(dòng)加速度對(duì)振動(dòng)速度在測(cè)量時(shí)間內(nèi)的最大相位差值； S03:所述最大相位差值即作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)健康安全狀況的量化值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒基礎(chǔ)安全可靠性的定量檢測(cè)方法，其特征在于:所述至少8個(gè)測(cè)量點(diǎn)均勻、對(duì)稱分布在以風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)中心為圓心的同一圓周半徑且在同一水平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒基礎(chǔ)安全可靠性的定量檢測(cè)方法，其特征在于:所述至少8個(gè)測(cè)量點(diǎn)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)的承力主體結(jié)構(gòu)剛性連接，以利于完全傳遞風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)的主體承力結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的振動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒基礎(chǔ)安全可靠性的定量檢測(cè)方法，其特征在于:提供一處理單元、一存儲(chǔ)單元和一數(shù)據(jù)采集及傳送單元，用于計(jì)算并存儲(chǔ)所述最大相位差值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒基礎(chǔ)安全可靠性的定量檢測(cè)方法，其特征在于:還提供一報(bào)警單元，當(dāng)所述最大相位差值變化超過(guò)一預(yù)設(shè)值時(shí)，所述報(bào)警單元發(fā)出預(yù) 警信息
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒基礎(chǔ)安全可靠性的定量檢測(cè)方法，包括以下步驟在風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)外側(cè)建立至少8個(gè)測(cè)量點(diǎn)，并在各個(gè)測(cè)量點(diǎn)上同時(shí)安裝垂直方向的低頻加速度傳感器和垂直方向的速度傳感器；以一預(yù)設(shè)的采樣時(shí)間間隔，同步采集這些測(cè)量點(diǎn)上垂直方向的振動(dòng)加速度和垂直方向的振動(dòng)速度信號(hào)，并對(duì)獲取的同一測(cè)量點(diǎn)的振動(dòng)加速度和振動(dòng)速度信號(hào)進(jìn)行相位計(jì)算，得出振動(dòng)加速度對(duì)振動(dòng)速度在測(cè)量時(shí)間內(nèi)的最大相位差值；所述最大相位差值即作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)健康安全狀況的量化值。本發(fā)明使用低頻加速度傳感器和速度傳感器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電塔筒建筑基礎(chǔ)的振動(dòng)加速度和振動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒建筑基礎(chǔ)健康安全狀況的24小時(shí)定量跟蹤。
文檔編號(hào)E02D33/00GK103243743SQ20131018884
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月21日
發(fā)明者吳維青 申請(qǐng)人:福州大學(xué)