[发明专利]一种用于风力发电机组的除冰控制方法及系统

说明书

一种用于风力发电机组的除冰控制方法，包括以下步骤：a)根据叶片结冰检测装置检测的数据传送给塔顶控制柜来判定叶片是否结冰，确定除冰装置是否启动；b)塔顶控制柜根据叶片结冰检测装置检测的数据分析结冰程度，判定除冰装置的加热模式；c)塔顶控制柜将判定的加热模式传输给除冰装置，除冰装置执行相应的加热模式；d)叶片结冰检测装置每隔一定时间进行数据刷新，进行重新判定是否加热以及加热模式。以及提供一种用于风力发电机组的除冰控制系统。本发明能自动检测风力发电机组是否结冰并根据设定自动控制策略对整个系统进行启动或停止，提高风力发电机组的安全和自动操作性能。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，更具体地讲，涉及一种风力发电机组叶片的除冰控制方法和系统。主要用于应对大型风力发电机组在高湿度、低温度的区域运行过程中产生的叶片表面结冰的现象，防止因叶片表面结冰而引起的功率下降和停机以及叶片结冰后的负载对叶片造成损伤，通过除冰装置对叶片加热除冰，提高风力发电机组的发电量以及保证风力发电机组的寿命和安全。

背景技术

如今，提高风力发电机组在工作中对恶劣环境的抵抗能力成为了风力机发展的趋势，我国南方多数风电场在冬季、初春都存在结冰现象，尤其是云贵高原、广西、湖北和湖南等地区，空气温度低、湿度大，经常由于叶片表面结冰而导致风力机效率低下或停机，而且覆冰还会导致叶片翼型几何形状改变导致的风轮严重不平衡，急剧增大了叶片运行载荷，导致叶片开裂、折断等严重故障，甚至激起整机固有频率，出现倒塌，严重影响了风力发电机组运行安全。因此，解决风力机叶片表面结冰的问题迫在眉睫。目前，还没有一套独立的自动化高效除冰系统能够实现风力发电机组整体从配电到通讯，从结冰检测到加热除冰。

发明内容

为了克服现有的风力发电机组的无除冰检测和加热除冰功能的不足，本发明提出一种用于风力发电机组的除冰控制方法及系统，其可以自动检测风力发电机组是否结冰并根据设定自动控制策略对整个系统进行启动或停止，提高风力发电机组的安全和自动操作性能。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种用于风力发电机组的除冰控制方法，所述的控制方法包括以下步骤：

a)根据叶片结冰检测装置检测的数据传送给塔顶控制柜来判定叶片是否结冰，确定除冰装置是否启动；

b)塔顶控制柜根据叶片结冰检测装置检测的数据分析结冰程度，判定除冰装置的加热模式；

c)塔顶控制柜将判定的加热模式传输给除冰装置，除冰装置执行相应的加热模式；

d)叶片结冰检测装置每隔一定时间进行数据刷新，进行重新判定是否加热以及加热模式。

进一步，所述的加热模式分为防冰模式和除冰模式。

一种用于风力发电机组的除冰控制系统，包括塔底配电柜、塔顶控制柜、结冰检测装置、除冰装置和加热保护装置，所述的塔底配电柜用于为独立于机组的除冰系统进行供电的配电总柜；所述的塔顶控制柜是对除冰系统的数据采集进行分析处理并且做出执行策略的中央处理器；所述的结冰检测装置是对叶片表面结冰情况进行采集为系统控制策略提供数据支持的检测装置；所述的除冰装置是通过加热的方式除去叶片表面结冰保证风力发电机组正常运行的加热装置；所述的加热保护装置是通过对叶片加热温度的实时监测来保证除冰系统安全运行的保护装置；所述结冰检测装置与所述塔顶控制柜连接，所述塔顶控制柜与所述除冰装置连接。进一步，所述的塔顶控制柜安装在轮毂内或者安装在机舱内。

再进一步，所述的结冰检测装置包括环境参数检测装置、环境结冰探测装置和叶片结冰检测装置。

所述的环境参数检测装置包括能够测量温度和湿度等参数的传感器，主要通过温度和湿度对环境结冰情况进行判定。

所述的环境结冰探测装置可以选择具备谐振式结冰传感器、光纤结冰传感器、超声波式传感器或红外非接触式传感器的结冰探测装置。