用于风机叶片的结冰融冰状态的检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于风机叶片的结冰融冰状态的检测方法及装置，该方法包括：通过设置在风机叶片内腔的RFID读写器与分别贴敷在风机叶片表面划分的多个区域内多个RFID测温标签进行射频无线通信，获取风机叶片表面的多个区域内温度；通过安装在风力发电机的机舱顶部的温湿度传感器获取风机外部温湿度值；根据导入的微地形覆冰预测的结果，通过风机外部温湿度值判断当前风机所在微地形是否结冰；当判断风机叶片已结冰时，遍历读取多个RFID测温标签所在的风机表面区域的温度，根据风机表面区域的温度的变化判断对应区域是否融冰。本发明专利技术通过叶片表面各点的温度值和当前风机外界温湿度值进行综合判断叶片是处于结冰还是融冰状态。状态。状态。

【技术实现步骤摘要】
用于风机叶片的结冰融冰状态的检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及风机的结冰处理
，尤其涉及一种用于风力发电机叶片的结冰融冰状态的检测方法及装置。

技术介绍

[0002]风力发电机叶片(风机叶片)结冰是一项全球性的技术难题，在我国中东部，南方大部分风电场属于IV类风资源区，风机多处于高寒山区等微地形区域，当遭遇雨雪冰冻天气时，极易受到覆冰灾害的影响，冬季面临严重的冰冻灾害。风机叶片结冰会造成电量损失、性能劣化、机械失效、安全危险。覆冰不仅影响风机出力和自身安全，严重时可能导致风电场脱网，影响所接入地区电力系统的动态稳定、调频调压和安全稳定运行。2021年2月，极寒天气引起风机叶片结冰，导致美国德州风力发电机组大面积停机。
[0003]在如何应对叶片结冰的问题上，现有主要方法有：叶片表面镀膜、刷防冰涂层、气热、电热、加膨胀条和叶片抖动等。但是每种除冰方法在技术上都存在无法克服的局限性，导致整体除冰效果不佳。其中气热除冰系统具有整体技术风险可控、安装方便、无雷击风险、新装和改造都适宜等优点，是目前在风机技改市场上是应用最多最成功的一种除冰方法。由于现有技术无法对叶片表面温度及冰的状态进行有效监控，因此，气热除冰系统无法根据叶片表面结冰和融冰的状态进行自动启停，也无法根据叶片表面不同部位的融冰情况进行功率调整及热量分配。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种用于风机叶片的结冰融冰状态的检测方法及装置，用以解决气热除冰系统无法根据叶片表面结冰和融冰的状态进行自动启停，也无法根据叶片表面不同部位的融冰情况进行功率调整及热量分配的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种用于风机叶片的结冰融冰状态的检测方法，包括以下步骤：
[0007]通过设置在风机叶片内腔的RFID读写器与分别贴敷在风机叶片表面划分的多个区域内多个RFID测温标签进行射频无线通信，获取风机叶片表面的多个区域内温度；
[0008]通过安装在风力发电机的机舱顶部的温湿度传感器获取风机外部温湿度值；
[0009]根据导入的微地形覆冰预测的结果，通过风机外部温湿度值判断当前风机所在微地形是否结冰；
[0010]当判断风机叶片已结冰时，遍历读取多个RFID测温标签所在的风机表面区域的温度，根据风机表面区域的温度的变化判断对应区域是否融冰。
[0011]优选地，根据风机表面区域的温度的变化判断对应区域是否融冰，包括：
[0012]当风机表面区域的温度大于0℃时，将当前区域的时间计数器值加1，再判断时间计数器值是否大于时间计数器阈值；当大于等于时间计数器阈值时，判断该区域已融冰。
[0013]优选地，遍历过程中，当风机表面区域的温度小于0℃时，将当前区域的时间计数
器值减1，转入下一个RFID测温标签所在的风机表面区域的融冰判断。
[0014]本专利技术还提供一种用于风机叶片的结冰融冰状态的检测装置，包括：安装在风力发电机的机舱顶部的温湿度传感器、放置在风机叶片内腔的RFID读写器以及多个RFID测温标签；
[0015]多个RFID测温标签分别贴敷在风机叶片表面划分的多个区域内；
[0016]RFID读写器通过射频无线通信与多个RFID测温标签进行通信以获取风机叶片表面的多个区域内的温度；
[0017]温湿度传感器与机舱控制器连接，由机舱控制器读取风机外部温湿度值。
[0018]优选地，还包括设置于每个风机叶片的根部内腔的叶根控制器，每个叶根控制器与自身所在风机叶片的RFID读写器相连，以通过RFID读写器读取多个RFID测温标签所在的风机叶片表面的多个区域内的温度；
[0019]机舱控制器通过CAN总线与多个叶根控制器相连，并将读取风机外部温湿度值通过CAN总线发送给多个叶根控制器；
[0020]每个叶根控制器，还用于根据导入的微地形覆冰预测的结果，通过风机外部温湿度值判断当前风机所在微地形是否结冰；当判断风机叶片已结冰时，遍历读取多个RFID测温标签所在的风机表面区域的温度，根据风机表面区域的温度的变化判断对应区域是否融冰。
[0021]优选地，每个叶根控制器，还用于在根据风机表面区域的温度的变化判断对应区域是否融冰时，进行以下判断：
[0022]当风机表面区域的温度大于0℃时，将当前区域的时间计数器值加1，再判断时间计数器值是否大于时间计数器阈值；当大于等于时间计数器阈值时，判断该区域已融冰。
[0023]优选地，每个叶根控制器，还用于在遍历过程中，当风机表面区域的温度小于0℃时，将当前区域的时间计数器值减1，转入下一个RFID测温标签所在的风机表面区域的融冰判断。。
[0024]本专利技术具有以下有益效果：
[0025]本专利技术的用于风机叶片的结冰融冰状态的检测方法及系统，RFID读写器放置在风机叶片内腔，RFID测温标签贴敷在叶片表面，由于RFID测温标签与RFID读写器之间采用射频无线通信，可极大避免雷击的风险。通过RFID测温标签敷贴在叶片表面，以监测叶片表面的温度变化，通过微地形覆冰预测结果、叶片表面各点的温度值和当前风机外界温湿度值进行综合判断叶片是处于结冰还是融冰状态。
[0026]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0027]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0028]图1是本专利技术优选实施例的用于风机叶片的结冰融冰状态的检测装置的结构示意图；
[0029]图2是本专利技术优选实施例的用于风机叶片的结冰融冰状态的检测装置的电气结构
示意图；
[0030]图3是本专利技术优选实施例的用于风机叶片的结冰融冰状态的方法的流程图。
[0031]图中各标号表示：
[0032]1、RFID测温标签；2、RFID读写器；3、叶根控制器；4、温湿度传感器；5、腹板；6、风机叶片；7、机舱控制器。
具体实施方式
[0033]以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0034]参见图1，图2，本专利技术的用于风机叶片的结冰融冰状态的检测装置，包括：安装在风力发电机的机舱顶部的温湿度传感器4、放置在风机叶片6内腔的RFID读写器2以及多个RFID测温标签1；多个RFID测温标签1分别贴敷在风机叶片6表面划分的多个区域内；RFID读写器2通过射频无线通信与多个RFID测温标签1进行通信以获取风机叶片6表面的多个区域内的温度；温湿度传感器4与机舱控制器7连接，由机舱控制器7读取风机外部温湿度值。
[0035]上述结构，RFID读写器2放置在风机叶片6内腔，RFID测温标签1贴敷在叶片表面，由于RFID测温标签1与RFID读写器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风机叶片的结冰融冰状态的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：通过设置在风机叶片内腔的RFID读写器与分别贴敷在风机叶片表面划分的多个区域内多个RFID测温标签进行射频无线通信，获取风机叶片表面的多个区域内温度；通过安装在风力发电机的机舱顶部的温湿度传感器获取风机外部温湿度值；根据导入的微地形覆冰预测的结果，通过风机外部温湿度值判断当前风机所在微地形是否结冰；当判断风机叶片已结冰时，遍历读取多个RFID测温标签所在的风机表面区域的温度，根据风机表面区域的温度的变化判断对应区域是否融冰。2.根据权利要求1所述的用于风机叶片的结冰融冰状态的检测方法，其特征在于，所述根据风机表面区域的温度的变化判断对应区域是否融冰，包括：当风机表面区域的温度大于0℃时，将当前区域的时间计数器值加1，再判断时间计数器值是否大于时间计数器阈值；当大于等于时间计数器阈值时，判断该区域已融冰。3.根据权利要求2所述的用于风机叶片的结冰融冰状态的检测方法，其特征在于，所述遍历过程中，当风机表面区域的温度小于0℃时，将当前区域的时间计数器值减1，转入下一个RFID测温标签所在的风机表面区域的融冰判断。4.一种用于风机叶片的结冰融冰状态的检测装置，其特征在于，包括：安装在风力发电机的机舱顶部的温湿度传感器、放置在风机叶片内腔的RFID读写器以及多个RFID测温标签；所述多个RFID测温标签分别贴敷在风机叶片表面划分的多个区域内；所述RFID读写器通过射频无线通信与所述多个RFID测温标签进行通信以获...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠德，黄弘，蒋李亚，周强，吴江波，范必双，怀晓伟，郭俊，刘智英，夏侯智聪，姜文兵，
申请(专利权)人：国家电投集团江西吉安新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：