[發(fā)明專(zhuān)利]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組落冰風(fēng)險(xiǎn)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010736706.X
• 申請(qǐng)日: 2020-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111828252B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭郎軍;黃凌翔;張碩望;陽(yáng)雪兵;曾冰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湘電風(fēng)能有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F03D7/04
• 分類(lèi)號(hào): F03D7/04;F03D80/40
• 代理公司: 湘潭市匯智專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 烏景瑞

本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組落冰風(fēng)險(xiǎn)控制方法,包括如下步驟：1)采集風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)；2)對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理；3)預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)結(jié)冰狀態(tài)；如果風(fēng)機(jī)未結(jié)冰，則風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，如果風(fēng)機(jī)結(jié)冰，進(jìn)行下一步；4)計(jì)算落冰風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域Ω；5)判斷落冰風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域與敏感區(qū)域Ψ是否有交集，若沒(méi)有交集，則禁止人員和設(shè)備在風(fēng)機(jī)附近逗留，若有交集，進(jìn)行下一步；6)根據(jù)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算風(fēng)機(jī)的允許運(yùn)行轉(zhuǎn)速區(qū)間Φ和允許偏航區(qū)間ξ；7)判斷是否存在轉(zhuǎn)速ω∈Φ且偏航角度β∈ξ使得若不存在，則風(fēng)機(jī)停機(jī)，禁止人員和設(shè)備在風(fēng)機(jī)附近逗留；若存在，則禁止人員和設(shè)備在風(fēng)機(jī)附近逗留。本發(fā)明操作方便，能有效地防止落冰造成人身傷害和運(yùn)營(yíng)事故。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組落冰風(fēng)險(xiǎn)控制方法。

背景技術(shù)

風(fēng)電發(fā)電機(jī)組在寒冷季節(jié)容易形成葉片結(jié)冰現(xiàn)象，葉片結(jié)冰現(xiàn)象一方面會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電量造成損失，另一方面，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)的風(fēng)輪，在溫度升高時(shí)覆冰的粘著力下降，極易發(fā)生甩冰、落冰現(xiàn)象，造成人身傷害和運(yùn)營(yíng)事故。在特殊天氣情況下，比如溫度接近零攝氏度又伴有高濕度，如凍雨或雨夾雪，風(fēng)電機(jī)組葉片比較容易覆冰。覆冰后風(fēng)電機(jī)組葉片繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，覆冰可能被拋出一段距離，如果沒(méi)有遇到阻礙物，甚至可能會(huì)被拋出數(shù)百米遠(yuǎn)。這些落冰可能會(huì)損害建筑物和車(chē)輛，甚至?xí)Φ斤L(fēng)電場(chǎng)的工作人員或者普通公眾，埋下安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種操作簡(jiǎn)單，能實(shí)時(shí)判斷風(fēng)機(jī)的結(jié)冰狀態(tài)并通過(guò)落冰區(qū)間計(jì)算模塊計(jì)算出風(fēng)機(jī)的落冰風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，通過(guò)落冰風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和敏感區(qū)域的關(guān)系來(lái)判斷風(fēng)機(jī)所處的落冰風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，有效防止落冰造成人身傷害和運(yùn)營(yíng)事故的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的落冰風(fēng)險(xiǎn)控制方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的落冰風(fēng)險(xiǎn)控制方法，包括如下步驟：

1)采集風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)；

2)對(duì)采集的風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理；

3)通過(guò)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)冰預(yù)測(cè)模塊預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)結(jié)冰狀態(tài)；如果風(fēng)機(jī)未結(jié)冰，則風(fēng)機(jī)處于無(wú)落冰風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，如果風(fēng)機(jī)結(jié)冰，進(jìn)行下一步；

4)計(jì)算落冰風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域Ω；

5)判斷落冰風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域Ω與敏感區(qū)域Ψ是否有交集，如果沒(méi)有交集，則風(fēng)機(jī)處于無(wú)敏感風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，禁止人員和設(shè)備在風(fēng)機(jī)附近逗留，如果有交集，進(jìn)行下一步；

6)根據(jù)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算風(fēng)機(jī)的允許運(yùn)行轉(zhuǎn)速區(qū)間Φ和允許偏航區(qū)間ξ；

7)判斷是否存在轉(zhuǎn)速ω∈Φ且偏航角度β∈ξ使得表示空集，如果不存在，則風(fēng)機(jī)處于不能調(diào)敏感風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，風(fēng)機(jī)停機(jī)，禁止人員和設(shè)備在風(fēng)機(jī)附近逗留；如果存在，則風(fēng)機(jī)處于能調(diào)敏感風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，禁止人員和設(shè)備在風(fēng)機(jī)附近逗留。

上述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的落冰風(fēng)險(xiǎn)控制方法中，所述步驟4)具體步驟為：

4.1)建立坐標(biāo)系O，

4.2)建立落冰軌跡數(shù)學(xué)模型，

4.3)計(jì)算落冰風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域Ω。

上述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的落冰風(fēng)險(xiǎn)控制方法中，所述步驟4.1具體操作如下：

以風(fēng)機(jī)塔筒地面中心為原點(diǎn)，以南北方向?yàn)閄軸，北向?yàn)檎灰詵|西方向?yàn)閅軸，東向?yàn)檎灰愿叨确较驗(yàn)閆軸，向上為正建立坐標(biāo)系O。

上述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的落冰風(fēng)險(xiǎn)控制方法中，所述步驟4.2具體步驟為：

4.2.1)分別建立冰塊的X方向軌跡方程、Y方向軌跡方程和Z方向軌跡方程，X方向軌跡方程：Y方向軌跡方程：Z方向軌跡方程：