一种叶片结冰状态采集系统技术方案

本发明专利技术涉及风力发电技术领域，且公开了一种叶片结冰状态采集系统，包括结冰监测传感器、无线接收模块、控制柜、光电交换机、风场环网与测控终端，所述结冰监测传感器固定安装在风机叶片的外部，所述结冰监测传感器实时监测风机转子叶片的结冰情况。该一种叶片结冰状态采集系统，通过在叶片表面加装一定数量的结冰监测传感器，直接测量叶片覆冰的厚度和表面温度，根据实际的覆冰状态，制定机组的运行条件，使得机组能自动的根据覆冰状态进行启停机，让整个系统运行更加合理，增强机组运行的安全性，提升机组的发电量。提升机组的发电量。提升机组的发电量。

【技术实现步骤摘要】
一种叶片结冰状态采集系统


[0001]本专利技术涉及风力发电
，具体为一种叶片结冰状态采集系统。

技术介绍

[0002]风力发电机应该按需求在任何时刻都能正常发电，所以，风机必须要处在良好的运行状态。当恶劣天气来临，叶片表面的覆冰会影响机组的运行，首先，覆冰会改变叶片的流动特性，其次，降落的覆冰会对风机周边建筑物，车辆等造成损坏，更严重的，会造成人员损伤，所以运营商必须及时监测叶片覆冰状态，在覆冰时及时停机，在融冰后及时起动来保证机组的安全运行和发电量。
[0003]为此，我们提出一种叶片结冰状态采集系统。

技术实现思路

[0004]为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供如下技术方案：一种叶片结冰状态采集系统，包括结冰监测传感器、无线接收模块、控制柜、光电交换机、风场环网与测控终端，所述结冰监测传感器固定安装在风机叶片的外部，所述结冰监测传感器实时监测风机转子叶片的结冰情况；
[0005]所述无线接收模块安装在合适的外壳中，并安装在风机上合适的位置用以接收结冰监测传感器发出的监测信号；
[0006]所述控制柜的内部固定安装有信号接受装置以及风机启停控制器；
[0007]所述光电交换机通过线路与无线接收模块以及控制柜信号连接，并将数据传送进风场环网；
[0008]所述风场环网将每一个风机塔底安装的光电交换机传输的数据汇总后传输至测控终端；
[0009]所述测控终端接受风场环网传输的数据，并对数据进行分析，通过HMI进行显示。
[0010]优选的，所述结冰监测传感器包括自粘防蚀箔纸以及附加于箔纸上的传感器，所述结冰监测传感器很容易地附加到风力发电机的转子叶片、塔架或机舱等均匀或弯曲的表面，所述结冰监测传感器通过SRD频带进行通信，并通过集成的太阳能电池自主工作，无需电气连接，太阳能电池通过能量存储设备缓冲，以便传感器能够在较长的黑暗时段内继续发射。
[0011]优选的，所述无线接收模块中的无线接收器安装在合适的外壳中再固定安装在风机的机舱或者控制柜中。
[0012]优选的，两个所述光电交换机分别安装在风机机舱以及风机塔底，两个所述光电交换机信号连通，将结冰监测传感器、无线接收模块以及控制柜的数据传递至风场环网。
[0013]优选的，所述风场环网与每个风机塔底的光电交换机信号连接，并将光电交换机产生的信号汇总传递至测控终端。
[0014]优选的，所述测控终端包括结冰厚度等级设定单元、风机启停控制单元、覆冰报警
单元、系统控制界面，所述结冰厚度等级设定单元对风机转子叶片便面的结冰后对进行分级，所述风机启停控制单元基于结冰监测传感器的监测数据以及结冰厚度等级设定单元设置的结冰等级控制风机启停控制器对风机进行停止与运转控制，所述覆冰报警单元依据结冰监测传感器的监测数据与结冰厚度等级设定单元设置的结冰等级进行比对，并发出相应警报，所述系统控制界面基于SCADA的人机交互控制界面。
[0015]优选的，所述控制柜中安装有风机启停控制器、结冰监测评估单元以及其他相应模块，所述无线接收模块安装在其他独立的控制柜中，所述控制柜安装在风机机舱中。
[0016]优选的，所述结冰厚度等级设定单元中结冰的厚度设定为四级：
[0017]一级：风机转子叶片表面正常，状态正常；
[0018]二级：风机转子叶片表面有小于2mm的结冰或者凝露，活动浮冰；
[0019]三级：风机转子叶片表面有大于2mm，小于10mm的结冰，轻度结冰；
[0020]四级：风机转子叶片表面有大于10mm的结冰，重度结冰。
[0021]优选的，所述结冰监测传感器为了完成基本覆冰监测，最少需使用六个，六个所述结冰监测传感器固定安装在指定的传感器安装位置上，需要系统结合SCADA与风机启停控制器实现自动启停机功能，所述结冰监测传感器的数量按照叶片长度确定。
[0022]优选的，通过所述结冰监测传感器实现启停功能时，所述结冰监测传感器因满足相应的安装要求。
[0023]有益效果
[0024]与现有技术相比，本专利技术提供了一种叶片结冰状态采集系统，具备以下
[0025]有益效果：
[0026]1、该一种叶片结冰状态采集系统，通过在叶片表面加装一定数量的传感器，在机舱中加装结冰监测评估单元控制柜，在机舱与塔底增加光电交换机，把结冰监测系统的数据传输到塔底，在通过风场环网把数据传输到中控室的SCADA界面中显示与存储，或者直接把覆冰监测传感器的数据通过若干干接点信号直接发至测控终端所在的主控室，详细数据通过通讯给到主控，由主控进行汇总转发。
[0027]2、该一种叶片结冰状态采集系统，通过利用干接点信号，把覆冰监测系统的计算结果反馈主控，详细点表数据即可通过主控转发或者建立单机覆冰监测系统与后台SCADA的通讯直接传输，通过对叶片结冰状态进行采集，为后续运行维护，提升机组发电量和安全性能，奠定了良好基础。
[0028]3、该一种叶片结冰状态采集系统，通过在叶片表面加装一定数量的结冰监测传感器，通过低功耗的结冰监测传感器将实时数据以无线方式传输给控制系统，结冰监测传感器与结冰监测评估单元配合结冰厚度等级设定单元设定的结冰等级，可直接测量叶片覆冰的厚度和表面温度，使得结冰监测的数据可传送到主控或中控室进行采集，可对机组的结冰监测数据进行远程查看与存储，实时监测机组的覆冰情况，根据实际的覆冰状态，制定机组的运行条件，使得机组能自动的根据覆冰状态进行启停机，让整个系统运行更加合理，增强机组运行的安全性，提升机组的发电量。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0030]图2为本专利技术的测控终端的结构示意图；
[0031]图3为本专利技术的基本覆冰监测传感器安装位置示意图。
[0032]图中：1、结冰监测传感器；2、无线接收模块；3、控制柜；4、光电交换机；5、风场环网；6、测控终端；61、结冰厚度等级设定单元；62、风机启停控制单元；63、覆冰报警单元；64、系统控制界面。
具体实施方式
[0033]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，所描述的实施例仅仅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做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。
[0034]请参阅图1至图3，一种叶片结冰状态采集系统，包括结冰监测传感器1、无线接收模块2、控制柜3、光电交换机4、风场环网5与测控终端6，结冰监测传感器1固定安装在风机叶片的外部，结冰监测传感器1实时监测风机转子叶片的结冰情况；
[0035]无线接收模块2安装在合适的外壳中，并安装在风机上合适的位置用以接收结冰监测传感器1发出的监测信号；
[0036]控制柜3的内部固定安装有信号接受装置以及风机启停控制器；
[0037]光电交换机4通过线路与无线接收模块2以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶片结冰状态采集系统，包括结冰监测传感器(1)、无线接收模块(2)、控制柜(3)、光电交换机(4)、风场环网(5)与测控终端(6)，其特征在于：所述结冰监测传感器(1)固定安装在风机叶片的外部，所述结冰监测传感器(1)实时监测风机转子叶片的结冰情况；所述无线接收模块(2)安装在合适的外壳中，并安装在风机上合适的位置用以接收结冰监测传感器(1)发出的监测信号；所述控制柜(3)的内部固定安装有信号接受装置以及风机启停控制器；所述光电交换机(4)通过线路与无线接收模块(2)以及控制柜(3)信号连接，并将数据传送进风场环网(5)；所述风场环网(5)将每一个风机塔底安装的光电交换机(4)传输的数据汇总后传输至测控终端(6)；所述测控终端(6)接受风场环网(5)传输的数据，并对数据进行分析，通过HMI进行显示。2.根据权利要求1所述的一种叶片结冰状态采集系统，其特征在于：所述结冰监测传感器(1)包括自粘防蚀箔纸以及附加于箔纸上的传感器，所述结冰监测传感器(1)很容易地附加到风力发电机的转子叶片、塔架或机舱等均匀或弯曲的表面，所述结冰监测传感器(1)通过SRD频带进行通信，并通过集成的太阳能电池自主工作，无需电气连接，太阳能电池通过能量存储设备缓冲，以便传感器能够在较长的黑暗时段内继续发射。3.根据权利要求1所述的一种叶片结冰状态采集系统，其特征在于：所述无线接收模块(2)中的无线接收器安装在合适的外壳中再固定安装在风机的机舱或者控制柜(3)中。4.根据权利要求1所述的一种叶片结冰状态采集系统，其特征在于：两个所述光电交换机(4)分别安装在风机机舱以及风机塔底，两个所述光电交换机(4)信号连通，将结冰监测传感器(1)、无线接收模块(2)以及控制柜(3)的数据传递至风场环网(5)。5.根据权利要求1所述的一种叶片结冰状态采集系统，其特征在于：所述风场环网(5)与每个风机塔底的光电交换机(4)信号连接，并将光电交换机(4)产生的信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：田祥，张绍强，李维，张雪松，
申请(专利权)人：中广核风电有限公司，
类型：发明
国别省市：