一种风电机组叶片融冰方法及其控制系统技术方案

本申请涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电机组叶片融冰方法及其控制系统，该方法包括：检测到叶片结冰，在当前风力等级小于预定级别的情况下，检测当前太阳光的光照强度；所述光照强度达到第一阈值的情况下，通过偏航系统控制风电机组的叶片旋转至垂直于太阳光的入射方向；启动计时器，在预定时长内，通过所述偏航系统控制所述叶片追随太阳光的入射方向旋转，以获得最大的光照面积；检测到所述光照强度小于所述第一阈值，通过所述偏航系统控制所述叶片停止追随太阳光。该控制系统包括第一检测模块，第二检测模块和控制模块。该方法和控制系统，可以利用日光辐射能量融化风电机组叶片表面的冰层。组叶片表面的冰层。组叶片表面的冰层。

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组叶片融冰方法及其控制系统


[0001]本申请涉及风力发电
，尤其涉及一种风电机组叶片融冰方法及其控制系统。

技术介绍

[0002]风能是一种清洁无公害的可再生能源，风力发电是指把风的动能转为电能。利用风力发电环保，且风能蕴量巨大。风力发电是现代清洁能源中的重要组成部分，符合气候变化背景下能源清洁化的需求，是人类发展不可缺少的能源来源。国内风力发电近些年保持较高增长。
[0003]但冬天高空温度均在零度以下，风电机组叶片表面会出现明显的结冰现象。风电机组叶片表面结冰会导致发电效率降低(从10％
‑
50％不等)、机组停机、自动化控制受影响、冰块脱落导致安全事故等众多问题，从而直接影响风电机组的运行。
[0004]由此，解决风电机组叶片表面的结冰问题迫在眉睫。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种风电机组叶片融冰方法及其控制系统，利用太阳光的热辐射能量融化冰层，达到融冰效果，进而解决上述问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请采用了如下技术方案：
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种风电机组叶片融冰方法，方法包括：检测到叶片结冰，在当前风力等级小于预定级别的情况下，检测当前太阳光的光照强度；光照强度达到第一阈值的情况下，通过偏航系统控制风电机组的叶片旋转至垂直于太阳光的入射方向；启动计时器，在预定时长内，通过偏航系统控制叶片追随太阳光的入射方向旋转，以获得最大的光照面积；检测到光照强度小于第一阈值，通过偏航系统控制叶片停止追随太阳光。
[0008]可选的，通过偏航系统控制风电机组的叶片旋转至垂直于太阳光的入射方向之前，方法还包括：获取风电机组所在地理位置的经纬度信息，基于经纬度信息以及当前时刻信息，确定当前时刻的太阳光入射方向。
[0009]可选的，偏航系统中设有偏航计数器，偏航计数器用于记录偏航系统所运转的圈数；通过偏航系统控制风电机组的叶片旋转至垂直于太阳光的入射方向，包括：确定叶片垂直于太阳光的入射方向的目标角度；计算当前角度与目标角度之间的角度差；将角度差转换为运转圈数信息；将运转圈数信息发送至偏航系统，以通过偏航系统控制偏航计数器根据执行与运转圈数信息对应圈数的解缆动作或锁紧动作。
[0010]可选的，通过偏航系统控制叶片停止追随太阳光之后，方法还包括：通过偏航系统，采用主动偏航或被动偏航方式，控制机组风轮完成对风动作。
[0011]第二方面，本申请实施例还提供一种风电机组叶片融冰控制系统，控制系统包括：第一检测模块，用于确定叶片结冰，检测当前风力等级；第二检测模块，用于在风力等级小
于预定级别的情况下，检测当前太阳光的光照强度；控制模块，用于光照强度达到第一阈值的情况下，通过偏航系统控制风电机组的叶片旋转至垂直于太阳光的入射方向；以及，还用于启动计时器，在预定时长内，通过偏航系统控制叶片追随太阳光的入射方向旋转，以获得最大的光照面积；并且，在检测到光照强度小于第一阈值，通过偏航系统控制叶片停止追随太阳光。
[0012]可选的，控制系统还包括获取模块，用于获取风电机组所在地理位置的经纬度信息，基于经纬度信息以及当前时刻信息，确定当前时刻的太阳光入射方向。
[0013]可选的，偏航系统中设有偏航计数器，偏航计数器用于记录偏航系统所运转的圈数；控制模块，还用于：确定叶片垂直于太阳光的入射方向的目标角度；计算当前角度与目标角度之间的角度差；将角度差转换为运转圈数信息；将运转圈数信息发送至偏航系统，以通过偏航系统控制偏航计数器根据执行与运转圈数信息对应圈数的解缆动作或锁紧动作。
[0014]可选的，控制模块，还用于：通过偏航系统，采用主动偏航或被动偏航方式，控制机组风轮完成对风动作。
[0015]第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括用于存储程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，所述电子设备配置于风电机组的控制系统或者偏航系统内；当该程序指令被该处理器执行时，触发所述电子设备执行如第一方面中任一项所述的方法。
[0016]第四方面，本申请实施例还提供一种风电机组总控系统，所述总控系统包括偏航系统和如第二方面中任一项所述的控制系统。
[0017]本申请至少具备以下有益效果：
[0018]本申请提出的一种风电机组叶片融冰方法及其控制系统，在叶片结冰的情况下，先确定当前的风力等级是否适合进行叶片融冰操作，在风力等级符合要求的情况下再执行融冰操作，例如静风或风力不大，偏航系统有较大的操作余地，风大时，叶片需保持相对于风最小阻力的方向，防止飞车倒塔。具体地，通过偏航系统控制叶片旋转至于太阳光光线入射方向保持垂直的角度，进而使得结冰的叶片表面获得最大的光照面积，进而获得最多的日光辐射能量，达到融冰效果。该方法和控制系统，可以利用日光辐射能量进行融冰，解决风电机组叶片表面结冰问题，进而避免了由于叶片结冰导致的发电效率降低、机组停机、自动化控制受影响、冰块脱落导致安全事故等众多问题的发生，同时，该种方式利用现有的偏航系统，无需增设爬壁机器人等外设硬件设备，融冰成本更低。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本申请实施例提供的风电机组叶片融冰方法的一个实施例的流程示意图；
[0021]图2为本申请实施例提供的风电机组叶片融冰方法的另一个实施例的流程示意图；
[0022]图3为本申请实施例提供的风电机组叶片融冰控制系统的模块示意图。
具体实施方式
[0023]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0024]本申请提供的风电机组叶片融冰方法及其控制系统，主要应用于风电机组的叶片融冰场景。但不排除该方案也可以应用于其他设备的融冰。
[0025]参见图1所示，本申请实施例提供的风电机组叶片融冰方法可以包括如下流程：
[0026]101，检测到叶片结冰，在当前风力等级小于预定级别的情况下，检测当前太阳光的光照强度。
[0027]风电机组的叶片表面是否结冰，可以通过偏航系统检测。叶片表面结冰后，叶片整体重量会明显增加，而偏航系统的力矩是根据叶片未结冰的原有质量进行设计得，因而，当叶片重量明显增加，超出了合理的误差范畴，那么偏航系统是可以很容易地检测到的，因而，叶片表面是否结冰，在一个实施例中，可以通过偏航系统来感知。
[0028]在另外的实施例中，叶片表面可以安装结冰传感器。结冰传感器可以检测飞机、输电线、建筑等物体表面是否结冰以及结冰厚度，通过结冰传感器可以将结冰信号转换为可以直接检测的电学信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电机组叶片融冰方法，其特征在于，所述方法包括：检测到叶片结冰，在当前风力等级小于预定级别的情况下，检测当前太阳光的光照强度；所述光照强度达到第一阈值的情况下，通过偏航系统控制风电机组的叶片旋转至垂直于太阳光的入射方向；启动计时器，在预定时长内，通过所述偏航系统控制所述叶片追随太阳光的入射方向旋转，以获得最大的光照面积；检测到所述光照强度小于所述第一阈值，通过所述偏航系统控制所述叶片停止追随太阳光。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过偏航系统控制风电机组的叶片旋转至垂直于太阳光的入射方向之前，所述方法还包括：获取所述风电机组所在地理位置的经纬度信息，基于所述经纬度信息以及当前时刻信息，确定当前时刻的太阳光入射方向。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏航系统中设有偏航计数器，偏航计数器用于记录偏航系统所运转的圈数；所述通过偏航系统控制风电机组的叶片旋转至垂直于太阳光的入射方向，包括：确定所述叶片垂直于所述太阳光的入射方向的目标角度；计算当前角度与所述目标角度之间的角度差；将所述角度差转换为运转圈数信息；将所述运转圈数信息发送至所述偏航系统，以通过所述偏航系统控制所述偏航计数器根据执行与所述运转圈数信息对应圈数的解缆动作或锁紧动作。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其特征在于，所述通过所述偏航系统控制所述叶片停止追随太阳光之后，所述方法还包括：通过所述偏航系统，采用主动偏航或被动偏航方式，控制机组风轮完成对风动作。5.一种风电机组叶片融冰控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：第一检测模块，用于确定叶片结冰，检测当前风力等级；第二检测模块，用于在风力等级小于预定级别的情况下，检测当前太阳光的光照强度；...

【专利技术属性】
技术研发人员：段凡卫，朱彬彬，田树臣，黄烁，江波，姚波，王豪，沈威，董惠，罗勇兵，杜文祥，刘玉江，
申请(专利权)人：龙源保康风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：