本公開總體說來涉及風(fēng)力發(fā)電和無線通信，更具體地講，涉及一種風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在風(fēng)電行業(yè)中，由于作為一種清潔可再生能源的風(fēng)能逐漸成為當(dāng)下最具規(guī)模開發(fā)條件的能源之一，因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(可簡稱為“機(jī)組”)的各項設(shè)計指標(biāo)和參數(shù)的要求也越來越高，例如，為了利用更多的風(fēng)能，對于單機(jī)容量的需求越來越大，輪轂高度變高，葉輪直徑變大。此外，越來越多的機(jī)組被應(yīng)用地形復(fù)雜且環(huán)境惡劣的區(qū)域。這些情況都可能使得機(jī)組被雷擊的風(fēng)險變大。

2、在風(fēng)力發(fā)電機(jī)(可簡稱為“風(fēng)機(jī)”)故障中，由于雷電具有很大的破壞力，因此風(fēng)機(jī)遭遇雷擊而導(dǎo)致的故障會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的后果，例如，雷擊釋放的能量會造成機(jī)組葉片損壞、機(jī)組發(fā)電機(jī)絕緣擊穿、控制元器件燒毀等故障，這會給相關(guān)的風(fēng)電場等造成相當(dāng)?shù)膿p失，因此，如何更好地實現(xiàn)風(fēng)機(jī)的避雷保護(hù)成為風(fēng)電領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員的重點關(guān)注方面之一。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開的實施例提供一種風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測方法及系統(tǒng)，利用與風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)相關(guān)的交流電信號來實現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測。

2、在一個總體方面，提供一種風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測方法，所述避雷裝置包括接閃器及其導(dǎo)線，所述導(dǎo)線以饋線方式設(shè)置在風(fēng)機(jī)葉片中，并且所述接閃器與所述導(dǎo)線的靠近風(fēng)機(jī)葉片尖部的一端連接，所述故障檢測方法包括：獲取風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)數(shù)據(jù)；基于所述風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)數(shù)據(jù)，計算待生成的交流電信號的信號頻率；通過包括電磁波發(fā)生電路的電磁波發(fā)射裝置來生成具有所述信號頻率的交流電信號，其中，所述電磁波發(fā)射裝置設(shè)置在風(fēng)機(jī)葉片中且與所述導(dǎo)線的靠近風(fēng)機(jī)葉片根部的另一端連接；經(jīng)由所述電磁波發(fā)射裝置中包括的發(fā)射天線和所述導(dǎo)線向設(shè)置在無人機(jī)上的電磁波接收裝置發(fā)射信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號，其中，所述無人機(jī)位于風(fēng)機(jī)葉片的預(yù)設(shè)距離內(nèi)；其中，所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號被所述電磁波接收裝置接收，以使得所述電磁波接收裝置基于與所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號相對應(yīng)的直流電壓信號的幅值是否滿足預(yù)定閾值范圍，來檢測所述避雷裝置是否發(fā)生故障。

3、可選地，可通過以下方式來產(chǎn)生所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號：通過調(diào)節(jié)包括在所述電磁波發(fā)生電路中的預(yù)設(shè)電容器的電容值，來產(chǎn)生所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號。

4、可選地，所述電磁波發(fā)生電路可包括方波發(fā)生器和多階rc回路，其中，所述方波發(fā)生器可為對稱型多諧振蕩器，并且多階rc回路可為三階rc回路。

5、可選地，所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號的波形可為正弦波波形，并且所述直流電壓信號的幅值取決于所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號的所述信號頻率且與所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號的幅度無關(guān)。

6、可選地，所述電磁波接收裝置可包括功率放大電路、二極管鉗制電路和檢波電路，其中，所述二極管鉗制電路設(shè)置在所述功率放大電路與所述檢波電路之間，并且所述二極管鉗制電路包括串聯(lián)連接的鉗制二極管和鉗制電阻器。

7、可選地，所述直流電壓信號可以是所述電磁波接收裝置接收到的所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號依次經(jīng)過所述功率放大電路、所述二極管鉗制電路、所述檢波電路而得到的。

8、可選地，所述風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)數(shù)據(jù)可包括風(fēng)機(jī)葉片的長度，并且基于所述風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)數(shù)據(jù)計算待生成的交流電信號的信號頻率的步驟可包括：基于風(fēng)機(jī)葉片的長度、與風(fēng)機(jī)葉片的長度相關(guān)的預(yù)設(shè)波長系數(shù)和與風(fēng)機(jī)葉片的長度相關(guān)的預(yù)設(shè)縮短系數(shù)，計算所述信號頻率。

9、在另一總體方面，提供一種風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測方法，所述避雷裝置包括接閃器及其導(dǎo)線，所述導(dǎo)線作為接收天線設(shè)置在風(fēng)機(jī)葉片中，并且所述接閃器與所述導(dǎo)線的靠近風(fēng)機(jī)葉片尖部的一端連接，所述故障檢測方法包括：獲取風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)數(shù)據(jù)；基于所述風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)數(shù)據(jù)，計算待生成的交流電信號的信號頻率；通過包括電磁波發(fā)生電路的電磁波發(fā)射裝置來生成具有所述信號頻率的交流電信號，其中，所述電磁波發(fā)射裝置設(shè)置在位于風(fēng)機(jī)葉片的預(yù)設(shè)距離內(nèi)的無人機(jī)上；經(jīng)由所述電磁波發(fā)射裝置中包括的發(fā)射天線向電磁波接收裝置發(fā)射信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號，其中，所述電磁波接收裝置設(shè)置在風(fēng)機(jī)葉片中且與所述導(dǎo)線的另一端連接；其中，所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號被所述電磁波接收裝置接收，以使得所述電磁波接收裝置基于與所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號相對應(yīng)的直流電壓信號的幅值是否滿足預(yù)定閾值范圍，來檢測所述避雷裝置是否發(fā)生故障。

10、在另一總體方面，提供一種風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測系統(tǒng)，所述避雷裝置包括接閃器及其導(dǎo)線，所述導(dǎo)線以饋線方式設(shè)置在風(fēng)機(jī)葉片中，并且所述接閃器與所述導(dǎo)線的靠近風(fēng)機(jī)葉片尖部的一端連接，所述故障檢測系統(tǒng)包括：電磁波發(fā)射裝置，設(shè)置在風(fēng)機(jī)葉片中、包括電磁波發(fā)生電路且與所述導(dǎo)線的靠近風(fēng)機(jī)葉片根部的另一端連接，并且所述電磁波發(fā)射裝置被配置為：獲取風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)數(shù)據(jù)；基于所述風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)數(shù)據(jù)，計算待生成的交流電信號的信號頻率；生成具有所述信號頻率的交流電信號；經(jīng)由所述電磁波發(fā)射裝置中包括的發(fā)射天線和所述導(dǎo)線，向設(shè)置在無人機(jī)上的電磁波接收裝置發(fā)射信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號，其中，所述無人機(jī)位于風(fēng)機(jī)葉片的預(yù)設(shè)距離內(nèi)，其中，所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號被所述電磁波接收裝置接收，以使得所述電磁波接收裝置基于與所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號相對應(yīng)的直流電壓信號的幅值是否滿足預(yù)定閾值范圍，來檢測所述避雷裝置是否發(fā)生故障。

11、可選地，所述電磁波發(fā)射裝置可通過以下方式來產(chǎn)生所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號：通過調(diào)節(jié)包括在所述電磁波發(fā)生電路中的預(yù)設(shè)電容器的電容值，來產(chǎn)生所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號。

12、可選地，所述電磁波發(fā)生電路可包括方波發(fā)生器和多階rc回路，其中，所述方波發(fā)生器可為對稱型多諧振蕩器，并且多階rc回路可為三階rc回路。

13、可選地，所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號的波形可為正弦波波形，并且所述直流電壓信號的幅值取決于所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號的所述信號頻率且與所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號的幅度無關(guān)。

14、可選地，所述電磁波接收裝置可包括功率放大電路、二極管鉗制電路和檢波電路，其中，所述二極管鉗制電路設(shè)置在所述功率放大電路與所述檢波電路之間，并且所述二極管鉗制電路包括串聯(lián)連接的鉗制二極管和鉗制電阻器。

15、可選地，所述直流電壓信號可以是所述電磁波接收裝置接收到的所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號依次經(jīng)過所述功率放大電路、所述二極管鉗制電路、所述檢波電路而得到的。

16、可選地，所述風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)數(shù)據(jù)可包括風(fēng)機(jī)葉片的長度，并且基于所述風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)數(shù)據(jù)計算待生成的交流電信號的信號頻率的步驟可包括：基于風(fēng)機(jī)葉片的長度、與風(fēng)機(jī)葉片的長度相關(guān)的預(yù)設(shè)波長系數(shù)和與風(fēng)機(jī)葉片的長度相關(guān)的預(yù)設(shè)縮短系數(shù)，計算所述信號頻率。

17、在另一總體方面，提供一種風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測系統(tǒng)，所述避雷裝置包括接閃器及其導(dǎo)線，所述導(dǎo)線作為接收天線設(shè)置在風(fēng)機(jī)葉片中，并且所述接閃器與所述導(dǎo)線的靠近風(fēng)機(jī)葉片尖部的一端連接，所述故障檢測系統(tǒng)包括：電磁波發(fā)射裝置，包括電磁波發(fā)生電路且設(shè)置在位于風(fēng)機(jī)葉片的預(yù)設(shè)距離內(nèi)的無人機(jī)上，并且所述電磁波發(fā)射裝置被配置為：獲取風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)數(shù)據(jù)；基于所述風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)數(shù)據(jù)，計算待生成的交流電信號的信號頻率；生成具有所述信號頻率的交流電信號；經(jīng)由所述電磁波發(fā)射裝置中包括的發(fā)射天線，向電磁波接收裝置發(fā)射信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號，其中，所述電磁波接收裝置設(shè)置在風(fēng)機(jī)葉片中且與所述導(dǎo)線的另一端連接，其中，所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號被所述電磁波接收裝置接收，以使得所述電磁波接收裝置基于與所述信號強(qiáng)度逐漸變大的交流電信號相對應(yīng)的直流電壓信號的幅值是否滿足預(yù)定閾值范圍，來檢測所述避雷裝置是否發(fā)生故障。

18、在另一總體方面，提供一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計算機(jī)程序產(chǎn)品包括計算機(jī)程序/指令，所述計算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上所述的風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測方法。

19、在另一總體方面，提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，當(dāng)所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中的指令由電子設(shè)備/服務(wù)器的處理器執(zhí)行時，使得電子設(shè)備/服務(wù)器能夠執(zhí)行如上所述的風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測方法。

20、在另一總體方面，提供一種計算設(shè)備，所述計算設(shè)備包括：至少一個處理器；至少一個存儲計算機(jī)可執(zhí)行指令的存儲器，其中，所述計算機(jī)可執(zhí)行指令在被所述至少一個處理器運行時，促使所述至少一個處理器執(zhí)行如上所述的風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測方法。

21、根據(jù)本公開的實施例的風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測方法及系統(tǒng)，通過利用與風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)相關(guān)的交流電信號來實現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測。此外，利用交流電信號實現(xiàn)了對風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障的非接觸檢測，既能夠在風(fēng)機(jī)停機(jī)的狀態(tài)下執(zhí)行檢測，也能夠在風(fēng)機(jī)運行過程中執(zhí)行檢測，從而應(yīng)用限制少，應(yīng)用范圍更廣泛。此外，還能夠通過調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)電容器中的電容值來容易地實現(xiàn)針對不同葉片參數(shù)的風(fēng)機(jī)葉片避雷裝置的故障檢測。