[发明专利]风力发电机的叶片除冰控制方法、装置及除冰系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电机的叶片除冰控制方法、装置及除冰系统。

背景技术

在我国风力发电领域中，分布有优质风资源的三北(东北、西北、华北)地区和高原地区，在其冬季气温低、湿度大的环境影响下，经常出现风力发电机叶片结冰现象；并且，南方的部分风场也不时发生叶片结冰现象。叶片结冰对风力发电机组的危害很大，不仅改变了叶片的气动特性，降低捕风能力，影响发电量；其次易造成过载，缩短部件使用寿命；同时叶片旋转过程中结冰若脱落，易造成运营事故。

当前的现有技术通常是将叶片作为整体对其进行统一加热。然而，由于叶片的尺寸较大，因此叶片上不同位置的结冰状态并不相同。例如，沿叶片从叶根至叶尖方向的不同区域，结冰的状态并不相同。显然，对叶片的不同区域进行除冰需要消耗的热能并不相同，传统的叶片除冰技术存在加热能量损耗过大、且除冰效果不好的技术缺陷。

发明内容

本发明提供一种风力发电机的叶片除冰控制方法、装置及除冰系统，以解决现有技术中加热能量损耗过大且除冰效果不好的问题。

为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种风力发电机的叶片除冰控制方法，包括：

判断叶片是否结冰；

若判断叶片结冰，对当前接收的基准信号和各个叶片上各个局部区域的多个局部状态信号进行计算，得到第一计算结果；

根据所述第一计算结果确定结冰位置；

生成对所述结冰位置进行除冰的启动控制信号；

对当前接收的基准信号和所述结冰位置上的多个局部状态信号及已缓存的预设时间内的所述结冰位置上的多个局部状态信号进行计算，得到第二计算结果；

在第二计算结果满足第一预设条件的情况下，生成停止除冰的停机控制信号。

优选的，所述基准信号为环境温度信号；所述局部状态信号为局部温度信号；

所述对当前接收的基准信号和各个叶片上各个局部区域的多个局部状态信号进行计算，得到第一计算结果，包括：

根据各个叶片上各个局部区域的多个局部温度信号，分别计算得到各个叶片上各个局部区域的多个局部温度信号的标准差；

根据环境温度信号和时间轴上的滑动窗口原理，计算得到预设滑动窗口内的环境温度指标；

分别将各个叶片上各个局部区域的多个局部温度信号的标准差与所述预设滑动窗口内的环境温度指标作差，得到多个温度差值；

所述根据所述第一计算结果确定结冰位置，包括：

将温度差值大于第一预设范围的标准差所对应的局部区域确定为所述结冰位置。

优选的，所述对当前接收的基准信号和所述结冰位置上的多个局部状态信号及已缓存的预设时间内的所述结冰位置上的多个局部状态信号进行计算，得到第二计算结果，包括：

对当前接收的环境温度信号和所述结冰位置上的多个局部温度信号进行除冰面积估算，得到除冰面积；

对所述除冰面积求微分，得到所述除冰面积的微分值；

将当前接收的所述结冰位置上的多个局部温度信号与已缓存的预设时间内的所述结冰位置上的多个局部温度信号进行比较，得到当前接收的所述结冰位置上的多个局部温度信号的上升速度；

所述第一预设条件为：所述除冰面积的微分值趋于零且当前接收的所述结冰位置上的多个局部温度信号的上升速度均超过预设速度。

优选的，在所述生成停止除冰的停机控制信号之后，还包括：

判断当前接收的环境温度信号和所述结冰位置上的多个局部温度信号是否满足第二预设条件；所述第二预设条件为：所述结冰位置上的多个局部温度信号的最大值大于所述环境温度信号，且所述环境温度信号大于0℃；

若当前接收的环境温度信号和所述结冰位置上的多个局部温度信号不满足所述第二预设条件，返回至所述判断叶片是否结冰的步骤，直至当前接收的环境温度信号和所述结冰位置上的多个局部温度信号满足所述第二预设条件。

优选的，所述基准信号为叶片固有频率；所述局部状态信号为局部振动频率；

所述对当前接收的基准信号和各个叶片上各个局部区域的多个局部状态信号进行计算，得到第一计算结果，包括：

分别将各个叶片上各个局部区域的多个局部振动频率与所述叶片固有频率作差，得到多个频率差值；

所述根据所述第一计算结果确定结冰位置，包括：

将频率差值大于第二预设范围的局部振动频率所对应的局部区域确定为所述结冰位置。