[发明专利]确定风力发电机组叶片结冰的方法和装置

说明书

公开一种确定风力发电机组叶片结冰的方法和装置。所述方法包括：获取风电场内的多个风力发电机组各自检测的外部环境信息和风速，作为第一组外部环境数据和第一组风速数据；获取所述风电场内的至少一个测风塔各自检测的外部环境信息和风速，作为第二组外部环境数据和第二组风速数据；使用第一组外部环境数据和第二组外部环境数据，计算所述外部环境信息的外部环境综合值；使用第一组风速数据和第二组风速数据计算所述风电场的综合风速；基于所述外部环境综合值和所述综合风速，确定所述多个风力发电机组的叶片是否结冰。

技术领域

本申请总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及一种确定风力发电机组叶片结冰的方法和装置。

背景技术

温度低、海拔高、湿度大的区域，很容易造成风力发电机组的叶片结冰。一方面，叶片结冰会导致叶片过载，叶片气动性能下降进而使风力发电机组出力下降；另一方面，由于载荷分布不均，可能导致机组振动过大甚至叶片断裂，影响叶片寿命。另外，在叶轮旋转过程中，当叶片上的冰层黏着力下降时极易出现冰块脱落，对风机周围架空电力线缆、牲畜以及车辆和人员造成安全威胁。

传统的判断叶片结冰的方法是通过肉眼直观确定，但这种方法在风电场的地形复杂或能见度低的天气情况下受到限制。现有的自动判断方法通常是利用风力发电机组的叶片结冰以后的风速与机组运行数据的关系特征和经验来判断叶片是否结冰，但这种方法依赖于机组本身检测的数据，一旦机组的传感器失效或数据被干扰，可能造成误判。另外，在一个风电场中，叶片结冰往往发生于风电场中的多个机组，目前的判断方法基于单个机组，缺少对整个风电场的风力发电机组的叶片结冰的系统判断方法。

发明内容

本申请的实施例的目的在于提供一种确定风力发电机组叶片结冰的方法和装置，通过集成风电场中的测风塔的测量数据与风力发电机组的测量数据，在满足外部环境的物理结冰条件的情况下，对比风电场的理论输出功率与实际输出功率，以判断风电场中的风力发电机组的叶片是否结冰。

根据本申请的实施例的一方面，提供一种确定风力发电机组叶片结冰的方法，其特征在于，所述方法可包括：获取风电场内的多个风力发电机组各自检测的外部环境信息和风速，作为第一组外部环境数据和第一组风速数据；获取所述风电场内的至少一个测风塔各自检测的外部环境信息和风速，作为第二组外部环境数据和第二组风速数据；使用第一组外部环境数据和第二组外部环境数据，计算所述外部环境信息的外部环境综合值；使用第一组风速数据和第二组风速数据计算所述风电场的综合风速；基于所述外部环境综合值和所述综合风速，确定所述多个风力发电机组的叶片是否结冰。

可选地，基于所述外部环境综合值和所述综合风速，确定所述多个风力发电机组的叶片是否结冰的步骤可包括：使用所述综合风速计算所述风电场的功率输出理论总值，并与所述风电场的功率输出实际总值进行比较；如果作为比较结果的差值大于功率差设定值，并且所述外部环境综合值满足外部环境设定值条件，则确定所述多个风力发电机组的叶片结冰。

可选地，所述外部环境信息可包括环境温度和环境湿度，所述外部环境综合值可包括温度综合值和湿度综合值。

可选地，所述外部环境设定值条件是指所述温度综合值小于温度设定值，并且所述湿度综合值大于湿度设定值。

可选地，计算所述外部环境信息的外部环境综合值的步骤可包括：计算第一组外部环境数据和第二组外部环境数据中的所有环境温度数据的温度平均值，作为所述温度综合值；计算第一组外部环境数据和第二组外部环境数据中的所有环境湿度数据的湿度平均值，作为所述湿度综合值。