用于确定风力涡轮机叶片上结冰的可能性的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了用于确定风力涡轮机叶片上结冰的可能性的方法和系统。本发明专利技术的实施例可以提供一种用于检测在至少一个风力涡轮机叶片(140)上的结冰的方法(200，300)和系统。本发明专利技术的实施例采用软件应用与过程的形式，其利用测得的风速来检测在至少一个风力涡轮机叶片(140)上的结冰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力涡轮机的转子叶片上出现的积冰，更具体地涉及用于检测结冰的方法和系统。
技术介绍
风力涡轮机通常安装在气候条件允许形成积冰(以下称为结冰)的地区。风力涡轮机的叶片上的结冰通常导致几个问题，包括：转子转速的降低、功率输出的降低、以及在几个部件上的更高的应力。当前检测结冰的系统通常需要附加硬件，例如传感器、压电换能器或类似物。而且，风力涡轮机的操作者通常必须购买并安装这种附加硬件。风力涡轮机的操作者可能会期望一种利用了来自现有硬件的数据的结冰检测系统，所述现有硬件例如但不限于是风速计。当前用于对结冰进行寻址的系统和方法存在几个问题。对附加硬件的需求增加了风力涡轮机的安装和运营成本。另外，对于年平均温度在冰点以上的地理区域，与检测结冰相关联的附加成本会阻碍风力涡轮机的运营。由于前述的原因，所以需要一种改进的用于检测结冰的方法和系统，其利用了现有的风力涡轮机硬件。这种方法不应需要附加硬件。另外，这种方法应当结合现有的监控数据来检测结冰。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，提供一种确定在风力涡轮机的至少一个叶片上结冰的可能性的方法，该方法包括：提供控制系统以用于监控风力涡轮机的运行，其中该风力涡轮机包括至少一个叶片；测量在该风力涡轮机处的风速；接收多个运行数据，其中所述多个运行数据包括与该风力涡轮机的运行相关的数据；利用所述多个运行数据来确定风速估计值；以及将测得的风速与该风速估计值进行比较，其中该比较确定在所述至少一个叶片上发生结冰的可能性。附图说明图1是示出本专利技术的一个实施例运行的环境的示意图。图2是示出根据本专利技术一个实施例的检测结冰的方法的实例的流程图。图3是示出根据本专利技术一个实施例的对结冰的检测进行响应的方法的实例的流程图。图4是根据本专利技术一个实施例的用于检测结冰的示例性系统的框图。具体实施方式本专利技术具有确定在至少一个风力涡轮机叶片上发生结冰的可能性的技术效果。本-->专利技术的一个实施例采用了软件应用和过程的形式，其利用风速来检测在至少一个风力涡轮机叶片上的结冰。本专利技术可被应用于多种形式的风力涡轮机(以下称为涡轮机)，包括那些位于可能通常不具有有助于结冰的大气条件的地区的风力涡轮机。图1是示出本专利技术的一个实施例运行的环境的示意图。在此，涡轮机100包括塔架110，在塔架110上安装了机舱120。在机舱120的一个横向端部处安装了支承多个叶片140的毂130。如所示，齿轮箱150和发电机160被布置在机舱120内。齿轮箱150和发电机160通过传动系统170与毂130相连。另外，至少一个仪器180可以与机舱120相集成。该至少一个仪器180可以采用实时测量风速的设备的形式。例如但不限于，仪器180可以包括风速计或类似物。如图1所示，仪器180的一部分可以位于机舱120的外部。控制系统190和风速估计器195还可以被布置在机舱120中。风速估计器195可以被认为是利用多个运行数据来实时计算风速估计值的软件。风速估计器195的一个实施例接收采用下述形式的多个运行数据：至少一个风力涡轮机叶片的俯仰角、发电机的每分钟转数、以及环境空气的密度。风速估计器195可以与可提供前述数据的风力涡轮机的各种传感器和设备进行通信。风速估计器195可以具有包括软件的固件，其可由处理器来执行。风速估计器195可以将风速的估计值传送到控制系统190。与控制系统190进行通信的是仪器180和风速估计器195。控制系统190还可以接收环境温度数据，其可被用来确定环境条件是否会允许结冰。例如但不限于，控制系统190可以接收环境温度为75华氏度的数据。此时，环境可能不允许结冰，因此可以使对在至少一个风力涡轮机叶片上结冰的关注减到最低程度。本专利技术实施例的一个优点在于，仪器180和控制系统190通常是涡轮机100的常规部件。因此，不需要用户购买、安装以及维护新的仪器180。本专利技术实施例的控制系统190可以与一个更大的控制系统相集成，所述更大的控制系统例如但不限于是风力涡轮机控制系统、工厂控制系统、远程监控系统、或者它们的组合。将会认识到，本专利技术可以被具体化为一种方法、系统、或计算机程序产品。因此，本专利技术可以采用下述形式：全硬件的实施例，全软件的实施例(包括固件、常驻软件、微码等)，或者组合了软件方面和硬件方面的实施例，所有这些在此被总称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本专利技术可以采用计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式，所述计算机可用存储介质具有包含在该介质中的计算机可用程序代码。如在此所用的术语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括任何存储在存储器中以便由处理器执行的计算机程序，所述存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、以及非易失性RAM(NVRAM)存储器。上述存储器类型仅仅是示例性的，因此就可用于存储计算机程序的存储器的类型而言不是限制性的。可以使用任何合适的计算机可读介质。计算机可用或计算机可读介质可以是例如但不限于：电子的、磁的、光的、电磁的、红外的、或半导体的系统、装置、设备、或传播介质。计算机可读介质的更具体的实例(非穷举性列表)将包括下述：具有一根或多根导线的电连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、诸如那些支持因特网或内联网的传输介质之类的传输介质、或磁存储设备。注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是程序可以打印在其上的纸或者另一合适的介质，因为程序可以通过-->例如对纸或其他介质的光学扫描而被电子地捕获，然后被编译、解释、或者必要时以其他合适的方式进行处理，然后被存储在计算机存储器中。在本文档的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是被指令执行系统、装置或设备使用或者与其相结合地使用的任何包含、存储、传送、传播或传送程序的介质。用于执行本专利技术的操作的计算机程序代码可以用面向对象的编程语言(例如Java7、Smalltalk、或C++或类似物)编写。然而，用于执行本专利技术的操作的计算机程序代码也可以用常规的过程编程语言(例如“C”编程语言或类似语言)编写。所述程序代码可以完全在用户的计算机上执行，部分在用户的计算机上执行，作为一个独立软件包来执行，部分在用户的计算机上并且部分在远程计算机上执行，或者完全在远程计算机上执行。在后一情形中，远程计算机可以通过局域网(LAN)或广域网(WAN)被连接到用户的计算机，或者该连接可以到外部计算机(例如通过利用因特网服务提供商的因特网)。下面参考根据本专利技术实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本专利技术。将会理解，流程图和/或框图的每个框、以及流程图和/或框图的框的组合可以通过计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以被提供给公用计算机、专用计算机、或者其他可编程数据处理装置的处理器以构成一种机器，从而通过计算机或者其他可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令产生用于实施流程图和/或框图的一个框或多个框中规定的功能/动作的装置。这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读存储器中，其能够引导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式工作，从而存储在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定在风力涡轮机(100)的至少一个叶片(140)上结冰的可能性的方法，所述方法包括：提供控制系统(190)以用于监控风力涡轮机的运行(205)，其中所述风力涡轮机(100)包括至少一个叶片(140)；测量在所述风力涡轮机处的风速(215)；接收多个运行数据(220)，其中所述多个运行数据包括与所述风力涡轮机(100)的所述运行相关的数据；利用所述多个运行数据来确定风速估计值(230)；以及将测得的风速与所述风速估计值进行比较(240)，其中所述比较确定在所述至少一个叶片(140)上发生结冰的可能性。

【技术特征摘要】
2008.12.22 US 12/3413021.一种确定在风力涡轮机(100)的至少一个叶片(140)上结冰的可能性的方法，所述方法包括：提供控制系统(190)以用于监控风力涡轮机的运行(205)，其中所述风力涡轮机(100)包括至少一个叶片(140)；测量在所述风力涡轮机处的风速(215)；接收多个运行数据(220)，其中所述多个运行数据包括与所述风力涡轮机(100)的所述运行相关的数据；利用所述多个运行数据来确定风速估计值(230)；以及将测得的风速与所述风速估计值进行比较(240)，其中所述比较确定在所述至少一个叶片(140)上发生结冰的可能性。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定所述风速估计值是否在所述测得的风速的范围内(240)。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：确定环境条件是否允许在所述至少一个叶片上发生结冰(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·阿曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US