[发明专利]一种风电叶片除冰系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种风电叶片除冰系统及其控制方法。该风电叶片除冰系统包括温度传感器、控制组件和除冰组件温度传感器布置在每个叶片内，每个叶片内分别布置有除冰组件，控制组件接收温度传感器的信号且能够分别单独控制每个叶片内的除冰组件。该控制方法包括叶片加热的分时循环控制方法和分时分区域控制方法以及叶片的极限温度保护策略。本发明不仅能够减小叶片加热时的瞬时用电功率，降低滑环的设计需求，而且能够提高除冰效率。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电叶片除冰系统及其控制方法。

背景技术

风力发电是把风的动能转化为电能的一种风电方式。在空气温度减低或湿度较大的地方，风机叶片经常出现结霜、结冰的情形。叶片大量结冰时，会使风机的效率降低，机组的输出功率减小，影响电网系统的运行安全性。因此，能够及时有效检测风机叶片的结冰情况，并及时除冰，对风机发电系统的稳定运行有重大意义。

目前现有的风电叶片主动除冰技术主要分为气热、电热及气电联合等技术途径。然而现有的主动除冰技术存在瞬时用电功率较大，对变桨滑环的设计冗余要求较高，叶片除冰效率较低以及无法实现叶片加热保护的问题。

发明内容

本发明克服了现有技术中存在的缺陷，提供了一种风电叶片除冰系统及其控制方法。该风电叶片除冰系统及其控制方法不仅能够降低叶片加热时的瞬时用电功率，降低滑环的功率需求，而且能够提高叶片的除冰效率，并实现对叶片的加热保护。

为解决上述技术问题，本发明采用的具体技术方案概述如下：

一种风电叶片除冰系统，包括温度传感器、控制组件和除冰组件，其特征在于，温度传感器布置在每个叶片内，每个叶片内分别布置有除冰组件，控制组件接收温度传感器的信号且能够分别单独控制每个叶片内的除冰组件。

进一步的，所述除冰组件为气热除冰组件，所述气热除冰组件包括加热器、鼓风装置、管道和分流管道，所述管道分别设置在叶片的前缘和后缘内，所述加热器设置和鼓风装置分别设置在叶片内腔，所述分流管道为一三通式分流管道，所述分流管道分别与前缘和后缘中的管道以及加热器的出口连通。

进一步的，所述控制组件包括设置所述分流管道内部的两个开关装置I，所述开关装置I可分别单独控制所述前缘和所述后缘中的两个所述管道的通断。

进一步的，所述除冰组件为电热除冰组件，所述电热除冰组件包括多个电加热元件，多个所述电加热元件沿叶片长度方向依次设置在叶片前缘和/或后缘上。

进一步的，所述控制组件包括多个开关装置II，所述多个电气开关装置II可分别单独控制所述多个电加热元件。

进一步的，所述多个电气开关装置布置在叶片前缘和/或后缘的表面和/或内部。

进一步的，所述除冰组件为气电联合加热除冰组件，所述气热除冰组件包括加热器、鼓风装置、管道和分流管道，所述管道分别设置在叶片的前缘和后缘内，所述加热器设置和鼓风装置分别设置在叶片内腔，所述分流管道为一三通式分流管道，所述分流管道分别与前缘和后缘中的管道以及加热器的出口连通，所述电热除冰组件包括多个电加热元件，多个所述电加热元件沿叶片长度方向依次设置在叶片前缘和/或后缘上，所述控制组件包括设置所述分流管道内部的两个开关装置I和布置在叶片前缘和/或后缘的表面和/或内部的多个电气开关装置II，所述开关装置I可分别单独控制所述前缘和所述后缘中的两个所述管道的通断，所述电气开关装置II可分别单独控制所述多个电加热元件。

进一步的，所述温度传感器布置在加热器和管道的出口处，和/或，温度传感器布置在多个电加热元件的中间区域。

一种使用上述风电叶片除冰系统的除冰控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1.根据监测到的叶片覆冰情况，当叶片需要除冰时，首先启动一个叶片中的除冰组件；