一种基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开的一种基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统及方法，属于风力发电技术领域。包括正弦信号电源、数据处理系统、计算机和若干平行板电容器；平行板电容器布置在叶片表面的覆冰监测区域的两端并与叶片表面垂直；正弦信号电源分别与数据处理系统和每个接电源电极板连接，每个接地电极板分别接地；正弦信号电源与每个接电源电极板之间设有分压电阻，分压电阻与接电源电极板之间设有电压测点，电压测点与数据处理系统连接，数据处理系统与计算机连接。本发明专利技术实现了对目标区域内叶片表面的覆冰形成与发展的有效监测，能够为风电机组的叶片防除冰控制系统的启动或停止提供灵敏、准确的控制信号。准确的控制信号。准确的控制信号。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统及方法


[0001]本专利技术属于风力发电
，具体涉及一种基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统及方法。

技术介绍

[0002]南方低风速地区与部分高风速地区的风电场中，在冬季及春季普遍存在着较为严重的冰冻问题。风电机组出现覆冰的普遍特点是气温在
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10℃以上，在南方地区的冬季，当温度降到0℃时在风电机组及风机叶片上都会出现结冰情况。叶片覆冰改变了叶片的气动外形与重量分布及频率，打破了叶片载荷平衡，将导致叶片及风轮的振动等问题，对风电机组的运行、风电机组的经济性与安全性产生直接影响。
[0003]当风电机组叶片出现覆冰，需借助于热鼓风除冰、电加热除冰等方法除去叶片表面覆冰，保证风电机组在低温气象条件下的正常运行。而风机叶片的智能除冰系统需要建立在对叶片覆冰的准确预测与监测上，比如，若能检测到叶片表面的薄覆冰，除冰系统即以较小功率启动运行，既能有效除冰，又降低了除冰系统的能耗，对于整个除冰系统的智能化运行与经济性的提升具有明显作用。因此，如何准确对叶片覆冰进行准确的预测与监测，是目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统，其特征在于，包括正弦信号电源(1)、数据处理系统、计算机(16)和若干平行板电容器；平行板电容器包括接电源电极板和接地电极板，接电源电极板和接地电极板尺寸相同，且平行布置在叶片(11)表面的覆冰监测区域的两端并与叶片(11)表面垂直；若干平行板电容器中的所有接电源电极板在高度方向上依次排布，且相邻的接电源电极板通过绝缘板连接；所有接地电极板在高度方向上依次排布，且相邻的接地电极板通过绝缘板连接；正弦信号电源(1)分别与数据处理系统和每个接电源电极板连接，每个接地电极板分别接地；正弦信号电源(1)与每个接电源电极板之间设有分压电阻，分压电阻与接电源电极板之间设有电压测点(2)，电压测点(2)与数据处理系统连接，数据处理系统与计算机(16)连接。2.根据权利要求1所述的基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统，其特征在于，数据处理系统包括整流检波器(13)、低通滤波器(14)和A/D转化器(15)，整流检波器(13)的一端与电压测点(2)连接，另一端与低通滤波器(14)连接，低通滤波器(14)与A/D转化器(15)连接，A/D转化器(15)与计算机(16)连接。3.根据权利要求1所述的基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统，其特征在于，接电源电极板和接地电极板的厚度为1～1.5mm，高度为3～5mm。4.根据权利要求3所述的基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统，其特征在于，绝缘板与接电源电极板和接地电极板的厚度和长度相等，高度为1～1.5mm。5.根据权利要求1所述的基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统，其特征在于，接电源电极板与接地电极板之间的距离为5～10mm。6.根据权利要求1所述的基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统，其特征在于，平行板电容器的数量≥2。7.根据权利要求1所述的基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统，其特征在于，计算机(16)通过无线通信模块与风电机组叶片防除冰控制系统通信互联。8.根据权利要求1所述的基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统，其特征在于，正弦信号电源(1)、数据处理系统、计算机(16)、分压电阻和电压测点(2)均设在叶根(12)内。9.采用权利要求1～8任意一项所述基于电容测量的风机叶片覆冰监测系统进行风机叶片覆冰监测的方法，其特征在于，包括：正弦信号电源(1)输出正弦交流电经分压电阻至每个平行板电容器的接电源电极板，接地电极板接地，电压测点(2)采集每个平行板电容器的端电压，经数据处理系统处理后发送至计算机(16)；计算机(16)根据平行板电容器端电压的变化趋势，实现对风机叶片表面覆冰的监测。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：林伟荣，张俊杰，李力森，缑志斌，张林伟，金强，蔡安民，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：