风力发电机组及其塔架净空监控方法和装置制造方法及图纸

本公开提供了一种风力发电机组及其塔架净空监控方法和装置。所述方法包括以下步骤：采用多线程执行对第一叶片经过塔架附近的图像序列数据的数据采集、以及根据所述图像序列数据对第一叶片的塔架净空值的数据计算；并且根据计算的塔架净空值获得变桨控制信号，并且基于所述变桨控制信号对第二叶片执行变桨控制。基于多线程的塔架净空监控方法能够提高风力发电机组的系统实时性并且延长净空设备的使用寿命。使用寿命。使用寿命。

Wind turbine and tower clearance monitoring method and device

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组及其塔架净空监控方法和装置


[0001]本公开涉及风力发电
，更具体地，本公开涉及一种风力发电机组及其塔架净空监控方法和装置。

技术介绍

[0002]在现有的塔架净空监控技术中，将塔架净空监控系统的摄像机安装在风力发电机组的机舱底部，由摄像机向下捕捉叶片转动过程中的图像，设置在风力发电机组上的处理器对捕捉的图像进行运算，识别塔架净空值并将其反馈至风力发电机组的主控制器以执行变桨控制。但是，由于处理器进行图像运算的时间较长，所以主控制器不能及时地控制执行叶片变桨。

技术实现思路

[0003]本公开的示例性实施例提供了一种风力发电机组及其塔架净空监控方法和装置，至少解决上述技术问题和上文未提及的其它技术问题，并且提供下述的有益效果。
[0004]本公开的一方面在于提供一种风力发电机组的塔架净空监控方法，所述方法可以包括以下步骤：采用多线程执行对第一叶片经过塔架附近的图像序列数据的数据采集和根据所述图像序列数据对第一叶片的塔架净空值的数据计算；根据计算的塔架净空值获取变桨控制信号并且基于所述变桨控制信号对第二叶片执行变桨控制。
[0005]所述第一叶片和所述第二叶片顺次经过塔架附近。
[0006]可以基于所述变桨控制信号对第二叶片和/或第三叶片执行变桨控制。
[0007]所述多线程可以包括：第一线程，用于采集所述图像序列数据；第二线程，用于对所述图像序列数据进行预处理；第三线程，用于根据预处理结果来计算所述塔架净空值；以及第四线程，用于将所述塔架净空值发送到风力发电机组的主控制器。
[0008]所述方法还可以包括以下步骤：由第一线程将所述图像序列数据存储在固定长度的队列中；并且由第三线程将所述塔架净空值存储在另一队列中。
[0009]对所述图像序列数据进行预处理的步骤可以包括：对所述图像序列数据中所呈现的背景颜色进行统计以获得所述图像序列数据的背景统计值，并且根据所述背景统计值来确定用于计算所述塔架净空值的计算方法。
[0010]优选地，对所述图像序列数据执行HSV图像转换并且根据HSV图像转换而得到的明度V值来确定用于计算所述塔架净空值的计算方法。
[0011]对所述图像序列数据进行预处理的步骤可以包括：根据控制器的使用率来确定是否对所述图像序列数据执行奇偶抽帧运算。
[0012]对所述图像序列数据进行预处理的步骤可以包括：根据所述图像序列数据的帧率来确定当前帧图像是否具有实时性；并且在当前帧图像不具有实时性时，删除当前帧图像，否则保留当前帧图像。
[0013]对所述图像序列数据进行预处理的步骤可以包括：使用异动算法对当前帧图像与
前一帧图像进行比较来确定当前帧图像是否有异动；在当前帧图像没有异动时，删除当前帧图像，否则保留当前帧图像。
[0014]对所述图像序列数据进行预处理的步骤可以包括：根据关于叶片方位角的信息从所述图像序列数据中选择在所述叶片方位角的预定角度范围内的帧图像。
[0015]所述方法还可以包括以下步骤：当风力发电机组处于工作状态时，采用多线程执行所述数据采集和所述数据计算；当风力发电机组处于停机状态时，停止所述数据采集和所述数据计算。
[0016]本公开的另一方面在于提供一种风力发电机组的塔架净空监控装置，所述装置可以包括：数据处理模块，用于采用多线程执行对第一叶片经过塔架附近的图像序列数据的数据采集和根据所述图像序列数据对第一叶片的塔架净空值的数据计算；获取模块，用于根据计算的塔架净空值获取变桨控制信号；以及控制模块，用于根据所述变桨控制信号对第二叶片执行变桨控制。
[0017]根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种风力发电机组，其可以包括：至少两个叶片；主控制器，用于控制所述至少两个叶片的桨距角；图像采集装置，用于采集叶片经过塔架附近的图像序列数据；监控装置，与所述图像采集装置和主控制器通讯连接，并且用于采用多线程执行对第一叶片经过塔架附近的图像序列数据的数据采集、以及根据所述图像序列数据执行对第一叶片的塔架净空值的数据计算，其中，所述主控制器还用于根据计算的塔架净空值获得变桨控制信号，并基于所述变桨控制信号对第二叶片执行变桨控制。
[0018]所述至少两个叶片中的第一叶片和第二叶片顺次经过塔架附近。
[0019]所述主控制器还基于所述变桨控制信号对所述至少两个叶片中的第一叶片和/或第三叶片执行变桨控制。
[0020]所述多线程可以包括：第一线程，用于采集所述图像序列数据；第二线程，用于对所述图像序列数据进行预处理；第三线程，用于根据预处理结果来计算所述塔架净空值；以及第四线程，用于将所述塔架净空值发送到风力发电机组的主控制器。
[0021]所述监控装置还可以利用第一线程将所述图像序列数据存储在固定长度的队列中，并利用第三线程将所述塔架净空值存储在另一队列中。
[0022]所述监控装置还可以对所述图像序列数据中所呈现的背景颜色进行统计以获得所述图像序列数据的背景统计值，并根据所述背景统计值来确定用于计算所述塔架净空值的计算方法。
[0023]所述监控装置还可以根据所述图像序列数据的帧率来确定当前帧图像是否具有实时性，并且在当前帧图像不具有实时性时，删除当前帧图像，否则保留当前帧图像。
[0024]所述监控装置还可以根据关于叶片方位角的信息从所述图像序列数据中选择在所述叶片方位角的预定角度范围内的帧图像。
[0025]根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当计算机程序被处理器执行时实现如上所述的塔架净空监控方法。
[0026]根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种计算机，包括存储有计算机程序的可读介质和处理器，当处理器运行计算机程序时执行如上所述的塔架净空监控方法。
[0027]基于以上描述的方法和装置，采用多线程的数据处理策略进行塔架净空监控，提供了系统实时性并减少塔架净空值计算时长；将塔架净空监控与主控实现为闭环控制，使
得风力发电机组运行更安全；通过获取风力发电机组的运行状态控制自身系统的启停，延长风力发电机组的使用寿命。
[0028]将在接下来的描述中部分阐述本专利技术总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本专利技术总体构思的实施而得知。
附图说明
[0029]通过结合附图，从实施例的下面描述中，本公开这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中：
[0030]图1是根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的结构示意图；
[0031]图2是根据本公开的示例性实施例的第一叶片和第二叶片旋转状态示意图；
[0032]图3是根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的塔架净空监控方法的流程图；
[0033]图4是根据本公开的示例性实施例的多线程数据处理方法的流程图；
[0034]图5是根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的塔架净空监控装置的框图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的塔架净空监控方法，其特征在于，所述方法包括：采用多线程执行对第一叶片经过塔架附近的图像序列数据的数据采集、以及根据所述图像序列数据执行对第一叶片的塔架净空值的数据计算；根据计算的塔架净空值获得变桨控制信号；基于所述变桨控制信号对第二叶片执行变桨控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一叶片和第二叶片顺次经过塔架附近。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述变桨控制信号对第一叶片和/或第三叶片执行变桨控制。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述多线程包括：第一线程，用于采集所述图像序列数据；第二线程，用于对所述图像序列数据进行预处理；第三线程，用于根据预处理结果来计算所述塔架净空值；以及第四线程，用于将所述塔架净空值发送到风力发电机组的主控制器。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：由第一线程将所述图像序列数据存储在固定长度的队列中；由第三线程将所述塔架净空值存储在另一队列中。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述图像序列数据进行预处理的步骤包括：对所述图像序列数据中所呈现的背景颜色进行统计以获得所述图像序列数据的背景统计值；根据所述背景统计值来确定用于计算所述塔架净空值的计算方法。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述图像序列数据进行预处理的步骤包括：根据所述图像序列数据的帧率来确定当前帧图像是否具有实时性；在当前帧图像不具有实时性时，删除当前帧图像，否则保留当前帧图像。8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述图像序列数据进行预处理的步骤包括：使用异动算法对当前帧图像与前一帧图像进行比较来确定当前帧图像是否有异动；在当前帧图像没有异动时，删除当前帧图像，否则保留当前帧图像。9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述图像序列数据进行预处理的步骤包括：根据关于叶片方位角的信息从所述图像序列数据中选择在所述叶片方位角的预定角度范围内的帧图像。10.一种风力发电机组的塔架净空监控装置，其特征在于，所述装置包括：数据处理模块，用于采用多线程执行对第一叶片经过塔架附近的图像序列数据的数据采集、以及根据所述图像序列数据执行对第一叶片的塔架净空值的数据计算；获取模块，用于根据计算的塔架净空值获得变桨控制信号；以及控制模块，用于基于所述变桨控制信号对第二叶片执行变桨...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新乐，杨博宇，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：