[發明專利]用于風力渦輪機的冰檢測方法和系統

在審

• 申請號: 201980061796.2
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN112673169A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: A·穆諾斯巴比亞諾;A·桑蒂蘭利翁
• 申請（專利權）人: 西門子歌美颯可再生能源創新與技術有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D80/40
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 佘鵬;王麗輝

1.用于風力渦輪機的冰檢測方法，所述風力渦輪機（1）包括多個葉片（10）和發電機（11），其特征在于，所述方法針對葉片（10）執行，并且包括測量環境溫度和環境濕度，所述方法還包括以動態和周期性的方式按照該順序執行的以下步驟：

- 測量所述風力渦輪機（1）的所述發電機（11）的角速度（V_G），

- 處理所述角速度（V_G），以獲得其頻譜，

- 在所述頻譜中識別與所述葉片（10）的頻率特性相關聯的頻帶，

- 在所述頻帶上應用卡爾曼濾波，以識別所述葉片（10）的瞬時振動頻率，

- 將所述識別出的瞬時頻率與先前存儲的參考頻率比較，并且所述參考頻率與所述葉片（10）的在其上沒有冰時的固有頻率相對應，

- 確定所述風力渦輪機（1）產生的電功率，

- 將已確定的所述電功率與估計的電功率比較，以及

- 如果所識別的瞬時頻率與所述參考頻率不同，如果檢測到已確定的所述電功率小于所述估計的電功率，并且如果測得的溫度和濕度趨于引起結冰，則確定所述葉片（10）上存在冰。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，如果所識別的瞬時頻率與所述參考頻率之間的差大于給定閾值，則確定所述葉片（10）上存在冰。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，預先選擇與在所述葉片（10）上待檢測的冰的水平再加一一樣多的頻率，每個冰的水平與在每兩個所述選擇的頻率之間劃定的頻率范圍相關聯，并且所述附加頻率是與所述風力渦輪機（1）的對應葉片（10）的固有頻率或參考頻率相對應的所選擇的頻率，并且其中，如果確定所述葉片（10）上存在冰，則所識別的瞬時頻率與所述選擇的頻率相比較，并且確定其所屬的頻率范圍，與所述給定頻率范圍相關聯的冰的水平被確定為存在于所述葉片（10）上的冰的水平。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所選擇的對應葉片（10）的固有頻率與由所述發電機（11）的旋轉產生的頻率相距足夠遠，以防止所述固有頻率受到所述發電機（11）的共振的影響。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所選擇的葉片（10）的固有頻率與相對應的葉片（10）的固有平面內頻率的第3分量或第6分量相對應。

6. 根據權利要求3至5中任一項所述的方法，其中，所有選擇的頻率彼此接近，兩個選擇的相鄰頻率之間的頻率間隔為0.1 Hz，并且兩個選擇的相鄰頻率之間的最小頻率間隔為0.01 Hz。

7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，所述方法針對所述風力渦輪機（1）的所述葉片（10）中的每一個執行。

8.用于風力渦輪機的冰檢測系統，所述風力渦輪機（1）包括多個葉片（10）和發電機（11），其特征在于，所述系統適于支持根據權利要求1至7中任一項所述的方法。

9.根據權利要求8所述的系統，包括：檢測器，其用于檢測所述風力渦輪機（1）的所述發電機（11）的角速度（V_G）；以及與所述檢測器通信的控制器，所述控制器被配置成用于根據所述檢測來實施根據權利要求1至7中任一項所述的方法。

10.根據權利要求8或9所述的系統，包括至少一個存儲器，所述存儲器具有實施所述方法所需的先前存儲的頻率的值。