(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111575918.5 (22)申请日 2021.12.2 2 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113962045 A (43)申请公布日 2022.01.21 (73)专利权人 东方电气风电股份有限公司 地址 618000 四川省德阳市珠 江东路99号 (72)发明人 李玉霞　张坤　王秉旭　曾一鸣　 宁琨　郭自强　杨鹤立　苏坤林　 付斌　 (74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 代理人 马腾飞 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 20/00(2019.01) G06F 113/06(2020.01)(56)对比文件 CN 112267980 A,2021.01.26 CN 111911364 A,2020.1 1.10 CN 112502911 A,2021.0 3.16 CN 110778452 A,2020.02.1 1 CN 112539143 A,2021.0 3.23 CN 113250912 A,2021.08.13 CN 113378330 A,2021.09.10 CN 112901426 A,2021.0 6.04 CN 112926218 A,2021.0 6.08 CN 112943558 A,2021.0 6.11 CN 112761897 A,2021.0 5.07 CN 106289114 A,2017.01.04 WO 2021218541 A1,2021.1 1.04 沈菲 等.一种风电机组光影 影响评估方法. 《东方电气评论》 .2021,第3 5卷(第138 期),第58- 62页. (续) 审查员 游群霞 (54)发明名称 一种以风力发电机组叶片运行轨迹计算净 空距离方法 (57)摘要 本发明公开了一种以风力发电机组叶片运 行轨迹计算净空距离方法， 通过已有的风力发电 机组叶片轨迹监测系统给出的叶片GPS定位信 息， 计算出当前叶尖的实时三维坐标。 建立塔筒 结构模型， 并完成以塔筒底部圆心为原点坐标系 建立。 将叶尖实时三维坐标通过球坐标换算算法 换成成以塔筒底部圆心为原点坐标系中的三维 坐标。 建立叶尖位置到塔筒最近距离直线的动态 方程。 集合净空距离和机组状态数据， 完成数据 建模。 当前叶片净空距离和下一个时间的叶片净 空距离通过通讯实时进入风力发电机组主控系 统， 参与主控控制， 一旦叶片净空距离处于报警 模式， 主控通过降低转速、 变桨等相关策略避免 叶片扫塔 。 提供叶片塔筒的甚至整机的安全性。 [转续页] 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 113962045 B 2022.03.15 CN 113962045 B (56)对比文件 尹景勋 等.预弯对风电叶片 气动性能的影 响. 《东方汽轮 机》 .2017,(第1期),第78-83页. 攀祖金 等.全尺寸叶片结构非线性对静载 测试的影响. 《同济大 学学报 （自然科 学版） 》 .2017,第45卷(第10期),第1491-1497页. Zhang Le 等.Measurement and co ntrol method of clearance betwe en wind turbi ne tower and blade-tip based o n millimeter- wave radar sensor. 《M ECHANICAL SYSTE MS AND SIGNAL PROC ESSING》 .2021,第149卷第1-14页. 陈严 等.水平轴风力机锥形塔筒的静动态 特性研究. 《太阳能学报》 .2010,第31卷(第10 期),第13 59-1365页.2/2 页 2[接上页] CN 113962045 B1.一种以风力发电机组叶片运行轨 迹计算净空距离方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 通过叶片轨迹计算出当前叶尖三维坐标； 借助已有风力发电机组叶片轨迹测量系统给 出的叶尖定位位置数据； 由于系统给出原始数据为经纬度和海拔， 使用换算算法计算出当 前叶尖的三维坐标； 建立以地球圆心为原点 坐标系； 叶尖三维坐标换算， 通过测量塔筒底部经纬度海拔， 计算出塔筒底部圆心的坐标为x0， y0， z0； 同时计算得出的叶尖的得坐标为x， y， z； 通过两个坐标计算， 叶根轨迹的三维坐标分 别为((x‑x0)， (y‑y0)， (z‑z0))； 同时建立塔筒结构模型； 最终获取以塔筒圆心为原点的坐 标系统的叶尖三维坐标； 计算出过轮毂到塔筒顶部圆最短点投影到塔筒底内点并并行过轮毂到塔筒顶部圆最 短点动态直线方程； 具体为设塔筒上面连接机舱的部分的半径为r， 塔基半径为R， θ为偏航 角度， 上塔筒顶部到塔筒底部的垂直距离为H， 则塔筒上方距叶片最近点坐标为(r  sinθ， r  cosθ， H)； 则塔筒塔 基距叶片最近的点 为(R sinθ， R cosθ， 0)； 现设叶片和塔筒发生碰撞的区域为从塔基往上的h米高度， 那么以高度为h的与叶片最 近的点在塔筒上的坐标点 为 那么该点到塔 基的投影为 与原点的向量 为 以叶片最近的点为塔筒上的坐标点到塔基的投影与原点的向量为法 向量， 叶片最近的 点为塔筒 上的坐标点和叶片最近的点为塔筒 上的坐标点到塔基的投影点位为截面坐标点， 形成截面， 那么该截面在塔 基的投影线为， 则截面在塔 基的投影线为： 因此叶片到该截面的距离可以抽象为该点在塔基的投影点到该截面到塔基的投影线 的距离， 因此， 则叶片到塔筒的最短距离d的长度； 计算叶片净空距离； 根据叶尖当前位置坐标投影到塔底平面点的坐标， 通过点到直接 垂线计算方式， 计算出当前的最短距离， 从而计算出当前叶片净空距离； 通过机器学习方法构建叶片净空距离的预测模型； 据机组自身及环境状态、 叶片净空距离， 实时判断叶片塔筒安全；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113962045 B 3