[發(fā)明專(zhuān)利]基于氣象預(yù)警信息及主動(dòng)控制的風(fēng)電機(jī)組葉片防覆冰方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310084629.8
• 申請(qǐng)日: 2023-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116044683A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伍陽(yáng)陽(yáng);莫維科;茅壽元;文天舒;徐良鑄;袁華宇;張彩強(qiáng);宋小龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 云南電力試驗(yàn)研究院（集團(tuán)）有限公司;暨南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F03D80/40
• 分類(lèi)號(hào): F03D80/40;F03D7/00;F03D17/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 余凱歡

1.一種基于氣象預(yù)警信息及主動(dòng)控制的風(fēng)電機(jī)組葉片防覆冰方法，其特征在于，包括：

通過(guò)CFD模擬仿真獲得由精度要求所決定的初始數(shù)據(jù)集；其中，所述初始數(shù)據(jù)集包括環(huán)境風(fēng)速、溫度、過(guò)冷水滴平均有效直徑、空氣含水量、風(fēng)電機(jī)組葉片轉(zhuǎn)速、槳距角的數(shù)據(jù)；

將所述初始數(shù)據(jù)集與實(shí)際環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)集進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)所述比對(duì)的結(jié)果對(duì)所述CFD模擬仿真的過(guò)程進(jìn)行校正，得到目標(biāo)數(shù)據(jù)集；

對(duì)所述目標(biāo)數(shù)據(jù)集進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)，分析確定不同參數(shù)與覆冰質(zhì)量之間的函數(shù)關(guān)系；其中，所述不同參數(shù)包括環(huán)境風(fēng)速、溫度、過(guò)冷水滴平均有效直徑、空氣含水量、風(fēng)電機(jī)組葉片轉(zhuǎn)速、槳距角；

根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系，通過(guò)氣象預(yù)警信息獲得環(huán)境風(fēng)速、溫度、過(guò)冷水滴平均有效直徑、空氣含水量的當(dāng)前實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，將所述當(dāng)前實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)代入所述函數(shù)關(guān)系，計(jì)算得到覆冰質(zhì)量最小時(shí)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值與槳距角；

根據(jù)所得風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值與槳距角，啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組葉片主動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組葉片進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)防覆冰控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氣象預(yù)警信息及主動(dòng)控制的風(fēng)電機(jī)組葉片防覆冰方法，其特征在于，所述通過(guò)CFD模擬仿真獲得由精度要求所決定的初始數(shù)據(jù)集，包括：

對(duì)預(yù)設(shè)的參數(shù)范圍進(jìn)行離散采樣后導(dǎo)入CFD軟件中進(jìn)行大批量仿真模擬，記錄不同風(fēng)速、溫度、過(guò)冷水滴平均有效直徑、空氣含水量、風(fēng)電機(jī)組葉片轉(zhuǎn)速、槳距角下對(duì)應(yīng)的覆冰質(zhì)量，形成所述初始數(shù)據(jù)集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氣象預(yù)警信息及主動(dòng)控制的風(fēng)電機(jī)組葉片防覆冰方法，其特征在于，所述將所述初始數(shù)據(jù)集與實(shí)際環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)集進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)所述比對(duì)的結(jié)果對(duì)所述CFD模擬仿真的過(guò)程進(jìn)行校正，得到目標(biāo)數(shù)據(jù)集，包括：

將環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)集中的風(fēng)速、溫度、過(guò)冷水滴平均有效直徑、空氣含水量、風(fēng)電機(jī)組葉片轉(zhuǎn)速、槳距角導(dǎo)入函數(shù)關(guān)系中得到實(shí)驗(yàn)覆冰質(zhì)量；

將所述實(shí)驗(yàn)覆冰質(zhì)量與CFD仿真軟件所得仿真模擬結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)是否在誤差限內(nèi)；若是，則判定仿真結(jié)果擬合程度高，將仿真結(jié)果作為所述目標(biāo)數(shù)據(jù)集；若否，則生成誤差分析原因并對(duì)仿真模擬過(guò)程進(jìn)行校正，并根據(jù)校正之后的仿真模擬過(guò)程得到目標(biāo)數(shù)據(jù)集。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氣象預(yù)警信息及主動(dòng)控制的風(fēng)電機(jī)組葉片防覆冰方法，其特征在于，所述對(duì)所述目標(biāo)數(shù)據(jù)集進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)，分析確定不同參數(shù)與覆冰質(zhì)量之間的函數(shù)關(guān)系，包括：

將所述目標(biāo)數(shù)據(jù)集導(dǎo)入數(shù)據(jù)分析軟件，在固定其余變量的前提下，分別對(duì)每個(gè)變量應(yīng)用多項(xiàng)式擬合得到該變量與覆冰質(zhì)量的次數(shù)關(guān)系；

將所述目標(biāo)數(shù)據(jù)集中所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入所述次數(shù)關(guān)系，對(duì)每組數(shù)據(jù)所得的系數(shù)使用最小二乘法后得到環(huán)境風(fēng)速、溫度、過(guò)冷水滴平均有效直徑、空氣含水量、風(fēng)電機(jī)組葉片轉(zhuǎn)速、槳距角與覆冰質(zhì)量的函數(shù)關(guān)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氣象預(yù)警信息及主動(dòng)控制的風(fēng)電機(jī)組葉片防覆冰方法，其特征在于，所述根據(jù)所得風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值與槳距角，啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組葉片主動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組葉片進(jìn)行控制，包括：

根據(jù)預(yù)先得到的風(fēng)電機(jī)組葉片轉(zhuǎn)動(dòng)速度與風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)功率的函數(shù)關(guān)系，主動(dòng)為風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)供電至對(duì)應(yīng)的控制功率；

基于所述控制功率，控制風(fēng)電機(jī)組葉片轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并控制槳距角達(dá)到目標(biāo)角度。