權(quán)利要求書： 1.一種基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟S1：在風(fēng)機(jī)的同一高度位置安裝N個(gè)雷達(dá)用于監(jiān)測(cè)葉片凈空距離；
步驟S2：獲取N個(gè)雷達(dá)中監(jiān)測(cè)到的距葉片的距離監(jiān)測(cè)值Si，i＝1，2，…m，m＜N，然后將雷達(dá)的監(jiān)測(cè)值Si轉(zhuǎn)換為雷達(dá)距葉片的水平距離Di，步驟S3：根據(jù)相鄰兩個(gè)雷達(dá)測(cè)得的水平距離Di計(jì)算塔筒到葉片的凈空距離dk，k＝1，
2，…m?1；
步驟S4：將計(jì)算得到的塔筒到葉片的凈空距離dk進(jìn)行加權(quán)平均得到最終的凈空距離d；
所述步驟S2中，雷達(dá)dk距葉片的水平距離Di如式1)所示：Di＝Si·sinβ1)；
其中，β為雷達(dá)發(fā)射方向與塔筒的夾角；
所述步驟S3中，塔筒到葉片的凈空距離dk如式2)所示：dk＝Dok?R2)；
其中，Dok為塔筒中心到葉片轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡在水平面上的投影線的垂線距離；R為塔筒半徑；
Dok如式2.1)所示：
其中，Dk表示雷達(dá)k距葉片的水平距離Di；Lk為葉片從雷達(dá)k對(duì)應(yīng)的位置轉(zhuǎn)動(dòng)到雷達(dá)k+1對(duì)應(yīng)的位置的軌跡在水平面上的投影線的長(zhǎng)度；αk,k+1表示相鄰的兩個(gè)雷達(dá)k和雷達(dá)k+1之間的水平夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述風(fēng)機(jī)的同一高度位置包括塔筒底部、塔筒頂部以及機(jī)艙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟S1中，一共在風(fēng)機(jī)上安裝不少于4個(gè)微波雷達(dá)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟S1中，N個(gè)雷達(dá)沿水平周向等角度設(shè)置在風(fēng)機(jī)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法，其特征在于，Lk如式
2.2)所示：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法，其特征在于，步驟S4中，最終的凈空距離d如式3)所示：其中，Pk表示凈空距離dk對(duì)應(yīng)的權(quán)重。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法，其特征在于，式3)中，Pk如式3.1)所示：
說(shuō)明書： 一種基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法。背景技術(shù)[0002] 隨著風(fēng)電技術(shù)的不斷進(jìn)步和趨于成熟，風(fēng)電機(jī)組由早期的1.5mw機(jī)組，逐步發(fā)展成了3mw 11mw等大型機(jī)組，配套的葉片也廣泛應(yīng)用更長(zhǎng)的葉片，國(guó)內(nèi)目前使用最長(zhǎng)葉片直徑~為203米，并且早期安裝的10年以上老舊機(jī)組，當(dāng)前廣泛開展更換長(zhǎng)葉片的提質(zhì)增效的技改方案，廣泛使用長(zhǎng)葉片需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)葉片旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，葉尖部分距離塔筒的最小凈空距離，避免在一些特殊風(fēng)況，機(jī)組出現(xiàn)葉片掃塔筒而危及機(jī)組安全的情況出現(xiàn)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，由于激光受雨霧影響較大，現(xiàn)在葉片凈空距離的主流技術(shù)路線為微波雷達(dá)監(jiān)測(cè)，使用微波雷達(dá)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片凈空監(jiān)測(cè)時(shí)，一般需要使用多個(gè)微波雷達(dá)才能保證對(duì)葉尖的完全覆蓋，雖然多個(gè)微波雷達(dá)可以對(duì)葉尖進(jìn)行完全覆蓋，但會(huì)帶來(lái)多個(gè)監(jiān)測(cè)值的問(wèn)題，即可能同時(shí)有多個(gè)微波雷達(dá)都監(jiān)測(cè)到了葉尖，而現(xiàn)有方法都沒(méi)有較好的解決如何從這些值中選取可靠的值，一般都是直接采用這些值中的最小值替代，但是，測(cè)得的最小值并不一定是葉尖距塔筒的最近距離。[0004] 因此，為準(zhǔn)確掌握葉片凈空距離的變化情況，現(xiàn)場(chǎng)急需一種精確、可靠的基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法以解決上述問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明目的在于提供一種基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中多個(gè)雷達(dá)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)的多值問(wèn)題，具體技術(shù)方案如下：[0006] 一種基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法，包括如下步驟：[0007] 步驟S1：在風(fēng)機(jī)的同一高度位置安裝 個(gè)雷達(dá)用于監(jiān)測(cè)葉片凈空距離；[0008] 步驟S2：獲取 個(gè)雷達(dá)中監(jiān)測(cè)到的距葉片的距離監(jiān)測(cè)值 ， ，然后將雷達(dá)的監(jiān)測(cè)值 轉(zhuǎn)換為雷達(dá)距葉片的水平距離 ，
[0009] 步驟S3：根據(jù)相鄰兩個(gè)雷達(dá)測(cè)得的水平距離 計(jì)算塔筒到葉片的凈空距離 ，；[0010] 步驟S4：將計(jì)算得到的塔筒到葉片的凈空距離 進(jìn)行加權(quán)平均得到最終的凈空距離 。[0011] 以上技術(shù)方案優(yōu)選的，所述步驟S1中，所述風(fēng)機(jī)的同一高度位置包括塔筒底部、塔筒頂部以及機(jī)艙。[0012] 以上技術(shù)方案優(yōu)選的，所述步驟S1中，一共在風(fēng)機(jī)上安裝不少于4個(gè)微波雷達(dá)。[0013] 以上技術(shù)方案優(yōu)選的，所述步驟S1中， 個(gè)雷達(dá)沿水平周向等角度設(shè)置在風(fēng)機(jī)塔筒上。[0014] 以上技術(shù)方案優(yōu)選的，所述步驟S2中，雷達(dá)距葉片的水平距離 如式1）所示：[0015] 1）；[0016] 其中， 為雷達(dá)發(fā)射方向與塔筒的夾角。[0017] 以上技術(shù)方案優(yōu)選的，所述步驟S3中，塔筒到葉片的凈空距離 如式2）所示：[0018] 2）；[0019] 其中， 為塔筒中心到葉片轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡在水平面上的投影線的垂線距離；為塔筒半徑。[0020] 以上技術(shù)方案優(yōu)選的， 如式2.1）所示：[0021] 2.1）；[0022] 其中， 表示雷達(dá) 距葉片的水平距離 ；為葉片從雷達(dá) 對(duì)應(yīng)的位置轉(zhuǎn)動(dòng)到雷達(dá) 對(duì)應(yīng)的位置的軌跡在水平面上的投影線的長(zhǎng)度； 表示相鄰的兩個(gè)雷達(dá) 和雷達(dá) 之間的水平夾角。[0023] 以上技術(shù)方案優(yōu)選的，如式2.2）所示：[0024] 2.2）。[0025] 以上技術(shù)方案優(yōu)選的，步驟S4中，最終的凈空距離 如式3）所示：[0026] 3）；[0027] 其中，表示凈空距離 對(duì)應(yīng)的權(quán)重。[0028] 以上技術(shù)方案優(yōu)選的，式3）中，如式3.1）所示：[0029] 3.1）。[0030] 應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果：[0031] （1）本發(fā)明中基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法，根據(jù)雷達(dá)（即微波雷達(dá)）安裝的位置、姿態(tài)和監(jiān)測(cè)值，充分利用塔筒、葉片和微波雷達(dá)之間的幾何關(guān)系，將微波雷達(dá)測(cè)得的多個(gè)值轉(zhuǎn)換成單個(gè)的，更接近現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離值，且本方法的計(jì)算方法理論嚴(yán)密，便于實(shí)現(xiàn)，能夠簡(jiǎn)單的、高效的、精確的計(jì)算出多個(gè)微波雷達(dá)監(jiān)測(cè)情況下的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離值，可以為風(fēng)機(jī)葉片凈空距離監(jiān)測(cè)提供重要的技術(shù)支撐。[0032] （2）本發(fā)明中通過(guò)引入權(quán)重提高監(jiān)測(cè)精度，即賦予葉片正對(duì)塔筒時(shí)的觀測(cè)值更高的權(quán)重可以有效監(jiān)測(cè)到湍流、強(qiáng)風(fēng)等惡劣環(huán)境下的真實(shí)、準(zhǔn)確的葉片距塔筒的凈空距離，可提前對(duì)過(guò)小凈空值進(jìn)行預(yù)警，避免掃塔事故發(fā)生。[0033] 本發(fā)明除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。附圖說(shuō)明[0034] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。[0035] 在附圖中：[0036] 圖1是本實(shí)施例中風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法的計(jì)算原理圖；[0037] 圖2是本實(shí)施例中雷達(dá)安裝在塔筒上不同位置時(shí)的測(cè)量值轉(zhuǎn)換為水平距離的示意圖，（a）表示雷達(dá)安裝在塔筒的頂部，（b）表示雷達(dá)安裝在塔筒的底部；[0038] 圖3是本實(shí)施例中雷達(dá)的現(xiàn)場(chǎng)安裝示意圖；[0039] 其中，1、塔筒；2、雷達(dá)；3、葉片。實(shí)施方式
[0040] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。實(shí)施例
[0041] 本實(shí)施例公開一種基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法，包括如下步驟S1至步驟S4，如圖1至圖3所示，具體如下：[0042] 步驟S1：如圖2和圖3所示，在風(fēng)機(jī)的同一高度位置安裝 個(gè)雷達(dá)用于監(jiān)測(cè)葉片凈空距離，具體是：[0043] 本實(shí)施例中共有6或8個(gè)雷達(dá)（優(yōu)選為微波雷達(dá)，本實(shí)施例優(yōu)選6個(gè)），6個(gè)雷達(dá)沿水平周向（即繞塔筒的中軸線）等角度設(shè)置在風(fēng)機(jī)上，此處的等角度即在周向均勻分布，周向相鄰的兩個(gè)微波雷達(dá)之間的水平夾角為 （此處水平夾角通過(guò)計(jì)算或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量即可得到）。[0044] 本實(shí)施例中的6個(gè)雷達(dá)均安裝在風(fēng)機(jī)上的同一高度位置，此處的同一高度位置包括塔筒底部、塔筒頂部以及機(jī)艙，如圖2所示，本實(shí)施例中優(yōu)選6個(gè)雷達(dá)均傾斜安裝在塔筒底部或者是6個(gè)雷達(dá)均傾斜安裝在塔筒頂部上。圖2中的 表示整個(gè)塔筒的高度。[0045] 參見圖1，需要定義以下字符：表示微波雷達(dá)安裝高度處的塔筒半徑，其通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量或設(shè)計(jì)圖紙即可得到；表示塔筒的中心點(diǎn)； 表示葉片轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡在水平面的投影。[0046] 步驟S2：本步驟S2包括步驟S2.1以及步驟S2.2，具體如下：[0047] 步驟S2.1：如圖1所示，獲取 個(gè)雷達(dá)中監(jiān)測(cè)到的距葉片的距離監(jiān)測(cè)值 ，，進(jìn)一步來(lái)說(shuō)就是，在 個(gè)雷達(dá)中，可能存在多個(gè)雷達(dá)探測(cè)到了葉片的葉尖，獲取這些雷達(dá)監(jiān)測(cè)到的距葉片的距離監(jiān)測(cè)值 。[0048] 步驟S2.2：將雷達(dá)的監(jiān)測(cè)值 轉(zhuǎn)換為雷達(dá)距葉片的水平距離 ，此步驟S2.2是將各雷達(dá)監(jiān)測(cè)到的監(jiān)測(cè)值 轉(zhuǎn)換為水平距離 ，如式1）所示：[0049] 1）；[0050] 其中， 為微波雷達(dá)的微波發(fā)射方向與塔筒的夾角（如圖2所示）。[0051] 步驟S3：根據(jù)相鄰兩個(gè)雷達(dá)測(cè)得的水平距離 計(jì)算塔筒到葉片的凈空距離 ，，具體如式2）所示：[0052] 2）；[0053] 其中， 為塔筒中心到葉片轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡在水平面上的投影線的垂線距離；為塔筒半徑（微波雷達(dá)安裝高度處的塔筒半徑）；[0054] 在式2）中， 的計(jì)算如式2.1）所示：[0055] 2.1）；[0056] 其中， 表示雷達(dá) 距葉片的水平距離 ；為葉片從雷達(dá) 對(duì)應(yīng)的位置轉(zhuǎn)動(dòng)到雷達(dá) 對(duì)應(yīng)的位置的軌跡在水平面上的投影線的長(zhǎng)度（此處的投影線參見圖1所示）；表示相鄰的兩個(gè)雷達(dá) 和雷達(dá) 之間的水平夾角。
[0057] 在式2）中，如式2.2）所示：[0058] 2.2）。[0059] 步驟S4：將計(jì)算得到的塔筒到葉片的凈空距離 進(jìn)行加權(quán)平均得到最終的凈空距離 ，如式3）所示：[0060] 3）；[0061] 其中，表示凈空距離 對(duì)應(yīng)的權(quán)重，進(jìn)一步的，的計(jì)算如式3.1）所示：[0062] 3.1）。[0063] 本實(shí)施例中通過(guò)加權(quán)平均得到最終的凈空距離 ，能夠解決多個(gè)雷達(dá)同時(shí)監(jiān)測(cè)到葉尖的選值問(wèn)題，即能夠更加精準(zhǔn)的計(jì)算得到最終的凈空距離。[0064] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。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)。
聲明：
“基于雷達(dá)的風(fēng)機(jī)葉片凈空距離計(jì)算方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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