一种预防风力发电机组叶片结冰的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种预防风力发电机组叶片结冰的系统和方法，所述系统包括检测组件、控制系统、结冰干预装置，检测组件检测风力发电机组叶片所在环境气象数据和风力发电机组运行参数，并将检测到的信息发送给控制系统，所述控制系统根据接收到的信息和设定的程序、算法判断当前状态是否已达设定的结冰临界区间，若没有达到结冰临界区间则继续实时监测，若已达到结冰条件则启动结冰干预装置，当控制系统根据接收到的信息和设定的程序判断当前状态离开结冰临界区间时关闭结冰干预装置。本发明专利技术在叶片将要结冰但还未结冰时控制结冰干预装置运行，避免叶片结冰，无需停机除冰，保证风力发电机组的安全和可靠运行，提高风力发电机组的发电效率。的发电效率。的发电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种预防风力发电机组叶片结冰的系统和方法


[0001]本专利技术属于风力发电
，具体为一种预防风力发电机组叶片结冰的系统和方法。

技术介绍

[0002]风力发电机组是一种利用风能转化为电能的设备，是清洁能源的重要组成部分。然而，在低温和高湿度等天气条件下，风力发电机组叶片容易结冰，导致其效率降低、设备损坏甚至安全事故等问题。现有的预防叶片结冰的方法主要包括使用化学涂层、喷洒防结冰液和设置加热装置等在叶片结冰后进行去冰。其中，在叶片结冰后进行去冰需要停机处理，会影响风力发电机组的效率。化学涂层和喷洒防结冰液防冰效果差且易风蚀不能持久，故设置加热装置进行加热是最常用的方法，可以通过加热叶片来避免叶片结冰。然而，现有的通过加热防叶片结冰的方法，通常依赖于人工判断和控制来确定加热时机和参数，无法实现精确的自动化控制。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种预防风力发电机组叶片结冰的系统和方法，根据实时监测到的叶片表面温度、湿度等参数判断当前是否达到结冰条件，在叶片将要结冰但还未结冰时控制结冰干预装置运行，避免叶片结冰，无需停机除冰，保证风力发电机组的安全和可靠运行，提高风力发电机组的发电效率。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]一种预防风力发电机组叶片结冰的系统，包括检测组件、控制系统、结冰干预装置，检测组件用于检测风力发电机组叶片所在环境气象数据和风力发电机组运行参数，检测组件和所述结冰干预装置都与控制系统电连接，所述检测组件将检测的信息发送给所述控制系统，所述控制系统控制所述结冰干预装置启动防止叶片结冰。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进：
[0007]所检测组件包括用于检测叶片表面温度的温度传感器、用于检测叶片表面湿度的湿度传感器、用于检测风速的风速传感器。
[0008]所述检测组件还包括用于检测叶片表面结冰核的结冰核检测装置和用于检测风力发电机组叶轮转速的叶轮转速检测器。
[0009]所述结冰核检测装置为红外线扫描仪或激光扫描仪。
[0010]所述结冰干预装置为加热装置。
[0011]温度传感器、湿度传感器、风速传感器各设有至少一个，温度传感器、湿度传感器安装在叶片表面，风速传感器为风力发电机组安装在气象站位置的风速仪。
[0012]一种预防风力发电机组叶片结冰的方法，基于上述系统，所述方法包括：检测组件实时监测叶片表面的气象参数和风力发电机组运行参数，并将检测到的信息发送给控制系统，所述控制系统根据接收到的信息和设定的程序、算法判断当前状态是否已达设定的结
冰临界区间，若没有达到结冰临界区间则继续实时监测，若已达到结冰临界区间则启动结冰干预装置，当控制系统根据接收到的信息和设定的程序、算法判断当前状态离开结冰临界区间时关闭结冰干预装置。
[0013]检测组件实时监测的叶片表面的参数包括温度、湿度、风速、结冰核，检测组件实时监测的风力发电机组运行参数包括叶轮的旋转速度。
[0014]所述结冰临界区间根据叶片所在环境气象条件、叶片材料参数、结冰核数据和风力发电机组运行参数计算和确定。
[0015]所述控制系统中存储有多个所述结冰临界区间数据。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]1)根据实时监测到的叶片表面温度、湿度等参数判断当前是否达到结冰条件，在叶片将要结冰但还未结冰时控制结冰干预装置运行，避免叶片结冰，无需停机除冰，保证风力发电机组的安全和可靠运行，提高风力发电机组的发电效率。
[0018]2)在叶片将要结冰时再启动结冰干预装置，避免结冰干预装置长期无效启动，节省能源和成本，同时实现了自动化的精准控制。
[0019]3)检测组件全面分布在叶片的表面，并结合机组的运行数据，能够更全面地监测叶片的状态，提高防结冰效果。
[0020]4)适用于不同形状、大小和材料的叶片，能够提高风力发电机组的利用率和可靠性。
附图说明
[0021]图1是本专利技术一个实施例的控制方法流程图。
具体实施方式
[0022]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0023]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0024]一种预防风力发电机组叶片结冰的系统，包括结冰干预装置、控制系统、检测组件和报警组件。检测组件和所述结冰干预装置都与控制系统电连接，所述检测组件将检测的信息发送给所述控制系统，所述控制系统控制所述结冰干预装置启动防止叶片表面结冰。
[0025]检测组件包括但不限于温度传感器、湿度传感器、风速传感器、结冰核检测装置、叶轮旋转速度检测器。
[0026]温度传感器、湿度传感器和风速传感器分别用于监测风力发电机组叶片表面的温
度、湿度和环境风速。需要说明的是，温度传感器和湿度传感器可分别独立设置或采用集成的温湿度传感器，两者都能实现采集温度和湿度的功能。风速传感器即为风力发电机组安装在气象站位置的风速仪。
[0027]结冰核检测装置用来检测叶片表面的结冰核情况，所述结冰核检测装置可采用红外线扫描仪、激光扫描仪等。
[0028]叶轮旋转速度检测器用于检测风力发电机组叶轮的转速。
[0029]温度传感器、湿度传感器和结冰核检测装置安装在叶片的外表面。
[0030]所述温度传感器、湿度传感器、风速传感器和结冰核检测装置可以根据叶片的形状、大小、材料、表面状态、工作条件和环境等因素灵活选择类型、数量和安装位置，即可以根据具体应用选择合适的传感器类型、数量和安装位置，以获取更准确的数据。例如，可以在叶片的前缘、后缘或中心位置等处安装传感器，以覆盖整个叶片表面，并可以使用多种类型的传感器进行监测，如温度传感器、湿度传感器、风速传感器、结冰核检测装置等。
[0031]温度传感器、湿度传感器、风速传感器、结冰核检测装置可以分别实时监测叶片表面的温度、湿度、风速和结冰核信息，叶轮旋转速度检测器可以实时监测叶轮旋转速度。
[0032]结冰干预装置用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预防风力发电机组叶片结冰的系统，其特征在于，包括检测组件、控制系统、结冰干预装置，检测组件用于检测风力发电机组叶片所在环境气象数据和风力发电机组运行参数，检测组件和所述结冰干预装置都与控制系统电连接，所述检测组件将检测的信息发送给所述控制系统，所述控制系统控制所述结冰干预装置启动防止叶片结冰。2.根据权利要求1所述的预防风力发电机组叶片结冰的系统，其特征在于：所检测组件包括用于检测叶片表面温度的温度传感器、用于检测叶片表面湿度的湿度传感器、用于检测风速的风速传感器。3.根据权利要求2所述的预防风力发电机组叶片结冰的系统，其特征在于：所述检测组件还包括用于检测叶片表面结冰核的结冰核检测装置和用于检测风力发电机组叶轮转速的叶轮转速检测器。4.根据权利要求3所述的预防风力发电机组叶片结冰的系统，其特征在于：所述结冰核检测装置为红外线扫描仪或激光扫描仪。5.根据权利要求1所述的预防风力发电机组叶片结冰的系统，其特征在于：所述结冰干预装置为加热装置。6.根据权利要求2所述的预防风力发电机组叶片结冰的系统，其特征在于：温度传感器、湿度传感器、风速传感器各设有至少一个，温度传感器、湿度...

【专利技术属性】
技术研发人员：周舟，赵宏旭，魏克湘，王靛，宋晓萍，
申请(专利权)人：湖南工程学院，
类型：发明
国别省市：