[發明專利]一種風力發電機組葉片結冰檢測的方法和裝置

有效

• 申請號: 201610053750.4
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105464912B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 褚景春;張雪松;霍峰;劉忠朋;紀國瑞;李強;代海濤
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: F03D80/40
• 分類號: F03D80/40
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 遆俊臣

1.一種風力發電機組葉片結冰檢測的方法，其特征在于，包括以下步驟：

A.獲取環境溫度、濕度、風速、風向、機艙位置、葉片槳距角及發電機功率的實測數據；

B.根據所述環境溫度和濕度數據判斷結冰狀態，剔除非結冰狀態下的上述各種實測數據；根據風向和機艙位置數據計算風機對風值，剔除風機偏航誤差過大時的上述各種實測數據；

C.根據正常非結冰環境下的風速、葉片槳距角及發電機功率的歷史數據，獲取風速功率矩陣及風速槳距角矩陣；利用所述風速功率矩陣及風速槳距角矩陣分別獲得實測風速下的功率計算值和槳距角計算值；

D.設定功率偏差值，將發電機功率實測值與功率計算值的差值與所述功率偏差值比對，采用自適應學習修正功率偏差值，獲得功率偏差優化值；

設定槳距角偏差值，將葉片槳距角實測值與槳距角計算值的差值與槳距角偏差設定值比對，采用自適應學習修正槳距角偏差設定值，獲得槳距角偏差優化值；

E.分別比較機組實時監測的功率及槳距角與根據所述風速功率矩陣及風速槳距角矩陣計算的功率及槳距角之間的偏差，當偏差符合所述功率偏差優化值及槳距角偏差優化值，判斷葉片為結冰狀態。

2.根據權利要求1所述的一種風力發電機組葉片結冰檢測的方法，其特征在于，所述步驟A獲取的環境溫度、濕度、風速、風向、機艙位置、葉片槳距角及發電機功率數據是通過濾波處理后的數據。

3.根據權利要求1所述的一種風力發電機組葉片結冰檢測的方法，其特征在于，所述步驟B中還根據風速判斷小風狀態，剔除小風環境下的各種實測數據。

4.根據權利要求1所述的一種風力發電機組葉片結冰檢測的方法，其特征在于，所述步驟C中所述風速功率矩陣及風速槳距角矩陣是通過對所述正常非結冰環境下的風速、葉片槳距角及發電機功率的歷史數據進行神經網絡訓練獲得的。

5.根據權利要求1所述的一種風力發電機組葉片結冰檢測的方法，其特征在于，所述步驟D中功率及槳距角偏差優化值是通過對偏差大于設定值的無效點使用逼近算法來修正功率及槳距角偏差設定值，再通過多次迭代獲得的。

6.一種風力發電機組葉片結冰檢測的裝置，其特征在于，包括：

數據獲取模塊，用于獲取環境溫度、濕度、風速、風向、機艙位置、葉片槳距角及發電機功率的實測數據；

數據處理模塊，用于根據所述環境溫度和濕度數據判斷結冰狀態，剔除非結冰狀態下的上述各種實測數據；根據風向和機艙位置數據計算風機對風值，剔除風機偏航誤差過大時的上述各種實測數據；

風速功率及風速槳距角模塊，用于根據正常非結冰環境下的風速、葉片槳距角及發電機功率的歷史數據，獲取風速功率矩陣及風速槳距角矩陣；利用所述風速功率矩陣及風速槳距角矩陣分別獲得實測風速下的功率計算值和槳距角計算值；

結冰修正模塊，用于設定功率偏差值，將發電機功率實測值與功率計算值的差值與所述功率偏差值比對，采用自適應學習修正功率偏差值，獲得功率偏差優化值；設定槳距角偏差值，將葉片槳距角實測值與槳距角計算值的差值與槳距角偏差設定值比對，采用自適應學習修正槳距角偏差設定值，獲得槳距角偏差優化值；

結冰檢測算法模塊，用于分別比較機組實時監測的功率及槳距角與根據所述風速功率矩陣及風速槳距角矩陣計算的功率及槳距角之間的偏差，當偏差符合所述功率偏差優化值及槳距角偏差優化值，判斷葉片為結冰狀態。

7.根據權利要求6所述的一種風力發電機組葉片結冰檢測的裝置，其特征在于，所述數據獲取模塊獲取的環境溫度、濕度、風速、風向、機艙位置、葉片槳距角及發電機功率數據是分別通過處理電路濾波后的數據。

8.根據權利要求6所述的一種風力發電機組葉片結冰檢測的裝置，其特征在于，所述數據處理模塊還根據風速判斷小風狀態，剔除小風環境下的各種實測數據。