[發明專利]一種風電葉片除冰系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201811235527.7
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109281807B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 楊文濤;周俊杰;嚴煜坤;廖志勇;謝明亮;黎緣
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: F03D80/40
• 分類號: F03D80/40;F03D80/60;F03D1/06
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 曾志鵬

本發明公開了一種風電葉片除冰系統及其控制方法。該風電葉片除冰系統包括溫度傳感器、控制組件和除冰組件溫度傳感器布置在每個葉片內，每個葉片內分別布置有除冰組件，控制組件接收溫度傳感器的信號且能夠分別單獨控制每個葉片內的除冰組件。該控制方法包括葉片加熱的分時循環控制方法和分時分區域控制方法以及葉片的極限溫度保護策略。本發明不僅能夠減小葉片加熱時的瞬時用電功率，降低滑環的設計需求，而且能夠提高除冰效率。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種風電葉片除冰系統及其控制方法。

背景技術

風力發電是把風的動能轉化為電能的一種風電方式。在空氣溫度減低或濕度較大的地方，風機葉片經常出現結霜、結冰的情形。葉片大量結冰時，會使風機的效率降低，機組的輸出功率減小，影響電網系統的運行安全性。因此，能夠及時有效檢測風機葉片的結冰情況，并及時除冰，對風機發電系統的穩定運行有重大意義。

目前現有的風電葉片主動除冰技術主要分為氣熱、電熱及氣電聯合等技術途徑。然而現有的主動除冰技術存在瞬時用電功率較大，對變槳滑環的設計冗余要求較高，葉片除冰效率較低以及無法實現葉片加熱保護的問題。

發明內容

本發明克服了現有技術中存在的缺陷，提供了一種風電葉片除冰系統及其控制方法。該風電葉片除冰系統及其控制方法不僅能夠降低葉片加熱時的瞬時用電功率，降低滑環的功率需求，而且能夠提高葉片的除冰效率，并實現對葉片的加熱保護。

為解決上述技術問題，本發明采用的具體技術方案概述如下：

一種風電葉片除冰系統，包括溫度傳感器、控制組件和除冰組件，其特征在于，溫度傳感器布置在每個葉片內，每個葉片內分別布置有除冰組件，控制組件接收溫度傳感器的信號且能夠分別單獨控制每個葉片內的除冰組件。

進一步的，所述除冰組件為氣熱除冰組件，所述氣熱除冰組件包括加熱器、鼓風裝置、管道和分流管道，所述管道分別設置在葉片的前緣和后緣內，所述加熱器設置和鼓風裝置分別設置在葉片內腔，所述分流管道為一三通式分流管道，所述分流管道分別與前緣和后緣中的管道以及加熱器的出口連通。

進一步的，所述控制組件包括設置所述分流管道內部的兩個開關裝置I，所述開關裝置I可分別單獨控制所述前緣和所述后緣中的兩個所述管道的通斷。

進一步的，所述除冰組件為電熱除冰組件，所述電熱除冰組件包括多個電加熱元件，多個所述電加熱元件沿葉片長度方向依次設置在葉片前緣和/或后緣上。

進一步的，所述控制組件包括多個開關裝置II，所述多個電氣開關裝置II可分別單獨控制所述多個電加熱元件。

進一步的，所述多個電氣開關裝置布置在葉片前緣和/或后緣的表面和/或內部。

進一步的，所述除冰組件為氣電聯合加熱除冰組件，所述氣熱除冰組件包括加熱器、鼓風裝置、管道和分流管道，所述管道分別設置在葉片的前緣和后緣內，所述加熱器設置和鼓風裝置分別設置在葉片內腔，所述分流管道為一三通式分流管道，所述分流管道分別與前緣和后緣中的管道以及加熱器的出口連通，所述電熱除冰組件包括多個電加熱元件，多個所述電加熱元件沿葉片長度方向依次設置在葉片前緣和/或后緣上，所述控制組件包括設置所述分流管道內部的兩個開關裝置I和布置在葉片前緣和/或后緣的表面和/或內部的多個電氣開關裝置II，所述開關裝置I可分別單獨控制所述前緣和所述后緣中的兩個所述管道的通斷，所述電氣開關裝置II可分別單獨控制所述多個電加熱元件。

進一步的，所述溫度傳感器布置在加熱器和管道的出口處，和/或，溫度傳感器布置在多個電加熱元件的中間區域。

一種使用上述風電葉片除冰系統的除冰控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1.根據監測到的葉片覆冰情況，當葉片需要除冰時，首先啟動一個葉片中的除冰組件；