[发明专利]用于预测风力涡轮机的转子叶片上的积冰的方法及其用途

说明书

实施例描述了一种用于预测风力涡轮机(100)的转子叶片(111、112)上的积冰的方法及其用途。该方法包括定义系统变量(S)的上限阈值(So)和/或下限阈值(Su)，系统变量(S)与转子叶片(111、112)的质量和/或与转子叶片(111、112)的附冰(1)的质量相关联；在采集时间段(T)期间获取采集变量数据；基于在采集时间段(T)的部分时间段(Δt1、Δt2、Δt3)期间采集的系统变量数据，执行对预测时间段(Δt1'、Δt2'、Δt3')的曲线轮廓的补偿计算，以获得预测曲线(N1、N2、N3)。基于在采集时间段(T)的另外的部分时间段(Δt1、Δt2、Δt3)期间获取的系统变量数据，执行对另外的预测时间段(Δt1'、Δt2'、Δt3')的曲线轮廓的至少一次另外的补偿计算，以获得另外的预测曲线(N1、N2、N3)。确定预测曲线(N1、N2、N3)中的一个或更多个将来是否会超过上限阈值(So)和/或确定预测曲线(N1、N2、N3)中的一个或更多个将来是否会低于下限阈值(Su)；并且输出确定结果。

技术领域

本公开的实施例涉及用于预测风力涡轮机的转子叶片上的积冰的方法及其用途。

风力涡轮机的转子叶片在没有受到保护的情况下暴露于环境的天气条件。在某些位置，在相对较低的环境温度和足够高的空气湿度或发生降雨时，冰可能会积聚在转子叶片上。随着风力涡轮机的转子叶片尺寸增大，其表面增大，增加了积冰的风险，即，转子叶片上的积冰增多。

一方面，积冰对风力涡轮机的环境构成了潜在的危险，因为当积冰掉落时(在风厂运行或者停顿期间)，掉落的冰块可能会危及掉落半径内的人或物。另一方面，由于不均匀的积冰特别地可能导致风力涡轮机转子的不平衡，这可能导致风力涡轮机运行过程中的损坏。

背景技术

已知通过评估风力涡轮机的数据来得出关于已经发生积冰的结论。DE 10 2005016 524 A1公开了一种用于检测风力涡轮机上的冰的方法，其中在运行期间监测与结冰状态相关联的气象条件和风力涡轮机的一个或更多个物理特征变量，这些变量指示风力涡轮机的转子叶片的质量变化。

已知方法例如具有的缺点在于只能检测已经构成运行危险的已经存在的积冰。但是，通常期望的是例如预测将来是否会发生以及必要时预测在何时会发生可能构成运行危险的明显的积冰。类似地，通常期望的是预测将来是否不再存在以及在必要时预测何时不再存在可能构成运行危险的明显的积冰。

因此，应该提出一种允许可靠地预测风力涡轮机的转子叶片上的积冰的解决方案。

发明内容

本公开的实施例提供了一种根据权利要求1所述的用于预测风力涡轮机的转子叶片上的积冰的方法。此外，本公开的实施例提供了一种根据权利要求13所述的将本文所述的方法应用于确定除冰过程所需的转子叶片除冰装置的运行参数的用途。

根据实施例，提出了一种用于预测风力涡轮机的转子叶片上的积冰的方法，包括：定义系统变量的上限阈值和/或下限阈值，系统变量与转子叶片的质量和/或与转子叶片的附冰的质量相关联；在采集时间段期间采集系统变量数据；基于在采集时间段的部分时间段期间采集的系统变量数据，执行对预测时间段的曲线轮廓的补偿计算，以获得预测曲线；基于在采集时间段的另外的部分时间段期间采集的系统变量数据，执行对另外的预测时间段的曲线轮廓的至少一次另外的补偿计算，以获得另外的预测曲线；判断预测曲线中的一个或更多个将来是否会超过上限阈值和/或确定预测曲线中的一个或更多个将来是否会低于下限阈值；和输出确定结果。