风力发电机组叶片结冰状态识别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风力发电机组叶片结冰状态识别方法及装置。其中，该方法包括：设置机组的限功率转速的下限值的步骤；获取当前风速和机组的当前转速，并分别与预设风速阈值和预设转速阈值相比较，当当前风速大于预设风速阈值且当前机组的转速小于预设转速阈值时，则递增叶片结冰可能性指数，否则递减叶片结冰可能性指数的步骤；以及，当结冰可能性指数大于预设指数时，判定叶片结冰的步骤。其中，该预设转速阈值小于限功率转速的下限值且大于机组的最小转速。该方法解决了限功率条件和正常运行条件下叶片结冰状态的识别问题，特别是在是在较大风速、较严重叶片失速，叶片承受较大冰载时的叶片结冰状态识别。

Method and device for identifying ice state of wind turbine blades

The invention discloses a method for identifying ice state of wind turbine blades and a device thereof. The method includes the steps of setting the lower limit of the power limit speed of the unit; obtaining the current speed of the current wind speed and the current speed of the unit, and comparing with the preset wind speed threshold and the preset speed threshold respectively, when the current wind speed is greater than the preset wind speed threshold and the speed of the current unit is smaller than the preset speed threshold, the increasing blade is increasing. The step of the ice possibility index, or the step of decreasing the ice possibility index of the blade, and the steps of determining the ice of the blade when the ice possibility index is larger than the presupposition index. The threshold value of the preset speed is less than the lower limit of the power speed and is larger than the minimum speed of the unit. This method solves the problem of identifying the ice state of the blade under the condition of limited power and normal operating conditions, especially in the recognition of the ice state of the blade when the blade is subjected to large ice load with larger wind speed and more serious blade stall.

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组叶片结冰状态识别方法及装置
本专利技术属于风力发电
，尤其涉及一种风力发电机组叶片结冰状态识别方法及装置。
技术介绍
随着风力发电技术的不断发展，风力发电机组现在已经得到了广泛应用。在一定条件下，会对风力发电机进行限功率控制，可以理解为当风力发电机组的扭矩达到额定扭矩后，通过变桨控制使风力发电机组恒功率输出。目前，对限功率条件下的叶片结冰状态还没有一个有效的识别装置或方法，而机组限功率运行在部分地区已成常态，同时存在大量的冬季结冰严重的现场。“限功率+叶片结冰”的矛盾成为影响机组冬季安全运行的隐患。现有的叶片结冰识别方法和装置都回避了机组限功率的工况条件，因为叶片结冰和限功率条件下机组都存在“大风小功率”、“大风小转速”的特征；限功率值变动的特征为随机的、持续变化的，这就为现有的叶片结冰判断造成了极大困难，尤其无法准确识别较大风速时限功率条件下的结冰状态，而此时叶片恰恰承受着很大的冰载，叶片寿命、机组安全运行受到很大威胁。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种风力发电机组叶片结冰状态识别方法及装置。第一方面，本专利技术实施例提供了一种风力发电机组叶片结冰状态识别方法，包括：设置机组的限功率转速的下限值的步骤；获取当前风速和机组的当前转速，并分别与预设风速阈值和预设转速阈值相比较，当当前风速大于预设风速阈值且当前机组的转速小于预设转速阈值时，则递增叶片结冰可能性指数，否则递减叶片结冰可能性指数的步骤；以及，当结冰可能性指数大于预设指数时，判定叶片结冰的步骤。其中，该预设转速阈值小于限功率转速的下限值且大于机组的最小转速。第二方面，本专利技术实施例提供了一种风力发电机组叶片结冰状态识别装置，包括下限值设置模块、结冰可能性指数判断模块和结冰判断模块，该下限值设置模块被配置为设置机组的限功率转速的下限值。该结冰可能性指数判断模块被配置为获取当前风速和机组的当前转速，并分别与预设风速阈值和预设转速阈值相比较，当当前风速大于预设风速阈值且当前机组的转速小于预设转速阈值时，则递增叶片结冰可能性指数，否则递减叶片结冰可能性指数。该结冰判断模块被配置为当结冰可能性指数大于预设指数时，判定叶片结冰。其中，该预设转速阈值小于限功率转速的下限值且大于机组的最小转速。第三方面，本专利技术实施例提供了一种风力发电机组叶片结冰状态识别装置，包括：存储器、处理器和输入设备。该存储器用于存储计算机可执行指令；该处理器用于执行存储器存储的可执行指令，可执行指令使得处理器执行上述风力发电机组叶片结冰状态识别方法；该输入设备用于获取当前风速和机组的当前转速，以将所述风速和所述转速输入至所述处理器。本专利技术实施例提供的一种风力发电机组叶片结冰状态识别方法及装置，通过为风电机组设置限功率转速下限，有效将限功率时的转速值与因为结冰导致失速时的转速值区分开来，进而能够有效风电机组在限功率时是否处于结冰状态，从而避免了风电机组因结冰无法被识别而导致故障的风险。可见，本方法解决了限功率条件和正常运行条件下叶片结冰状态的识别问题，特别是在是在较大风速、较严重叶片失速，叶片承受较大冰载时的叶片结冰状态识别。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的一个实施例的风力发电机组的运行参数曲线示意图；图2是本专利技术的一个实施例的限功率条件下基于风速的转矩-转速曲线示意图；图3是本专利技术一个实施例的风力发电机组叶片结冰状态识别方法的方法流程图；图4是本专利技术一个实施例的风力发电机组叶片结冰状态识别装置的示意性框图；图5是本专利技术另一个实施例的风力发电机组叶片结冰状态识别装置作为计算设备实现的示意性框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊。现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本专利技术的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本专利技术的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本专利技术的主要技术创意。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1是本专利技术的一个实施例的风力发电机的运行参数曲线示意图，如图1所示，该曲线示意图为某额定功率为1500kW风机发电机组运行参数曲线，横轴为时间轴，方形点曲线为位于主坐标轴的10分钟平均风速(英文：windspeedavg)，叉形点曲线为位于主坐标轴的10分钟平均发电机转速(generatorspeedavg)，菱形点曲线为位于次坐标轴的10分钟平均功率(girdactivepoweravg)。黑色方框内对应标出叶片结冰严重的时间段。在结冰严重的7点至10点的时间段里，叶片处于严重失速的状态：接近10m/s的风速下，转速维持在最小转速10rpm，功率低于200kW。上述严重结冰的主要特征为：较大风速下，因叶片失速转速接近最小转速，发电机的功率随转速跌落。需要说明的是，这里的较大风速指的是在该风速下，机组处于结冰或限功率条件的运行参数与未处于结冰或限功率条件的运行参数有明显不同的风速。例如较大风速可以取10m/s，该风速下，如果机组未处于结冰状态，转速为最大转速，但如果叶片因结冰严重而失速，转速可能会跌落至最小转速。或者，该风速下，如果未限功率，以上述风力发电机组额定功率为1500kW为例，机组功率为自由发电值例如1200kW、转速为最大转速，如果限功率值为较小功率，例如400kW时，则机组实际功率为400kW，转速为400kW对应的低转速。这里的最大转速和最小转速可以理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组叶片结冰状态识别方法，其特征在于，包括：设置所述机组的限功率转速的下限值；获取当前风速和所述机组的当前转速，并分别与预设风速阈值和预设转速阈值相比较，当所述当前风速大于预设风速阈值且当前机组的转速小于预设转速阈值时，则递增叶片结冰可能性指数，否则递减叶片结冰可能性指数；以及当所述结冰可能性指数大于预设指数时，判定所述叶片结冰；其中，所述预设转速阈值小于所述限功率转速的下限值且大于所述机组的最小转速。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组叶片结冰状态识别方法，其特征在于，包括：设置所述机组的限功率转速的下限值；获取当前风速和所述机组的当前转速，并分别与预设风速阈值和预设转速阈值相比较，当所述当前风速大于预设风速阈值且当前机组的转速小于预设转速阈值时，则递增叶片结冰可能性指数，否则递减叶片结冰可能性指数；以及当所述结冰可能性指数大于预设指数时，判定所述叶片结冰；其中，所述预设转速阈值小于所述限功率转速的下限值且大于所述机组的最小转速。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：监测/接收机组外部环境指标，将所述机组外部环境指标与所述叶片预定结冰诱发指标相比较，以判断所述机组外部环境指标是否满足诱发结冰的条件，当判定所述机组外部环境指标满足所述叶片预定结冰诱发指标后，设置所述机组的限功率转速的下限值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机组的限功率转速下限值大于所述机组的最小转速，且小于所述机组的最小转速与最大转速的中间值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设风速阈值小于所述限功率条件下基于风速的转矩-转速曲线中预设最大转速的恒转速段的最小转矩对应的风速值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设指数通过所述叶片结冰可能性指数的变更周期确定。6.一种风力发电机组叶片结冰状态识别装置，其特征在于，包括：下限值设置模块，被配置为设置所述机组的限功率转速的下限值；结冰可能性指数判断模块，被配置为获取当前风速和机组的当前转速，并分别与预设风速阈值和预设转速阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰，于迟，杨建军，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11