一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置及融冰方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置及融冰方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在清潔能源領(lǐng)域中日漸趨于成熟并被廣泛應(yīng)用。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常安裝在風(fēng)力資源豐富的高海拔地區(qū)，因此受高海拔低溫氣候條件所限，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片或出現(xiàn)覆冰現(xiàn)象，葉片覆冰后由于迎風(fēng)面會發(fā)生變化，這將影響到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)的正常工作符合，為避免葉片覆冰，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)中經(jīng)常有融冰需求?，F(xiàn)有技術(shù)中，葉片的融冰方法通常是為:在葉片內(nèi)部預(yù)埋加熱電阻絲，在葉片覆冰時(shí)，通過加熱電阻絲使風(fēng)機(jī)葉片溫度升高，達(dá)到對風(fēng)機(jī)葉片融冰的效果。
[0003]但是，在葉片內(nèi)預(yù)埋加熱電阻絲，會在葉片載荷及風(fēng)阻設(shè)計(jì)等方面對葉片設(shè)計(jì)造成很大的影響，需要重新設(shè)計(jì)葉片，增加了葉片設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。并且不利于控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體的設(shè)備成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置及融冰方法，無需在葉片內(nèi)預(yù)埋加熱電阻絲，能夠在對葉片有效融冰的同時(shí)降低葉片設(shè)計(jì)復(fù)雜度。
[0005]第一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置，包括驅(qū)動單元和加熱單元，其中所述加熱單元包括用于輸出熱量的加熱面；
[0006]驅(qū)動單元，用于驅(qū)動所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中覆冰的葉片旋轉(zhuǎn)至融冰裝置的加熱面；
[0007]加熱單元，用于通過加熱面輸出的熱量對所述葉片進(jìn)行融冰。
[0008]可選的，所述驅(qū)動單元還用于根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各個(gè)葉片輸出的力矩和/或所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率判斷所述葉片上的覆冰程度，當(dāng)所述葉片上覆冰程度滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，驅(qū)動所述葉片旋轉(zhuǎn)至融冰裝置的加熱面。
[0009]可選的，所述驅(qū)動單元還用于控制所述葉片的槳距角，使得所述葉片旋轉(zhuǎn)變槳，或者控制所述葉片的迎風(fēng)面與所述加熱面正對。
[0010]可選的，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置固定設(shè)置于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)機(jī)塔筒外壁。
[0011]可選的，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置的加熱面設(shè)置于所述葉片旋轉(zhuǎn)面的任一半徑方向。
[0012]可選的，所述加熱面為U型面，在對所述葉片融冰時(shí)，所述葉片位于所述U型面的槽內(nèi)。
[0013]第二方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰方法，
[0014]驅(qū)動所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中覆冰的葉片旋轉(zhuǎn)至融冰裝置的加熱面；
[0015]通過所述融冰裝置的加熱面輸出的熱量對所述葉片進(jìn)行融冰。
[0016]可選的，所述驅(qū)動所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中覆冰的葉片旋轉(zhuǎn)至融冰裝置的加熱面之前還包括:
[0017 ]根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各個(gè)葉片輸出的力矩和/或所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率判斷所述葉片上的覆冰程度，當(dāng)所述葉片上覆冰程度滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，驅(qū)動所述葉片旋轉(zhuǎn)至融冰裝置的加熱面。
[0018]可選的，在通過所述融冰裝置的加熱面輸出的熱量對所述葉片進(jìn)行融冰前，還包括:
[0019]控制所述葉片的槳距角，使得所述葉片旋轉(zhuǎn)變槳，或者使得所述葉片的迎風(fēng)面與所述加熱面正對。
[0020]本發(fā)明的實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置及融冰方法中，融冰裝置能夠驅(qū)動所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中覆冰的葉片旋轉(zhuǎn)至融冰裝置的加熱面;通過所述融冰裝置的加熱面輸出的熱量對所述葉片進(jìn)行融冰，從而無需在葉片內(nèi)預(yù)埋加熱電阻絲，能夠在對葉片有效融冰的同時(shí)降低葉片設(shè)計(jì)復(fù)雜度，并有效控制了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)備成本。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例提供的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置的示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的實(shí)施例提供的另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置的示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的實(shí)施例提供的一種融冰方法的流程示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明的實(shí)施例提供的另一種融冰方法的流程示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明的實(shí)施例提供的葉片靜態(tài)力矩的示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明的實(shí)施例提供的葉片動態(tài)力矩的示意圖；
[0028]圖7為本發(fā)明的實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖8為本發(fā)明的實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置的一種U型加熱面的示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0030]現(xiàn)在參照附圖描述多個(gè)實(shí)施例，其中用相同的附圖標(biāo)記指示本文中的相同元件。在下面的描述中，為便于解釋，給出了大量具體細(xì)節(jié)，以便提供對一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的全面理解。然而，很明顯，也可以不用這些具體細(xì)節(jié)來實(shí)現(xiàn)所述實(shí)施例。在其它例子中，以方框圖形式示出公知結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以便于描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。
[0031]參照圖1、2所示，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置，其中，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置11包括用于向風(fēng)力發(fā)電機(jī)組13的葉片14輸出熱量的加熱面12，其中輸出熱量的形式可以包括熱輻射、空氣對流導(dǎo)熱等方式，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置11的加熱面12設(shè)置于葉片14旋轉(zhuǎn)面的任一半徑方向；示例性地，如圖1所示該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置11固定設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組13的風(fēng)機(jī)塔筒外壁15上，或者如圖2所示該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置11設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組13的前方。其中，在葉片14與加熱面12正對時(shí)，該加熱面12的長度大于或等于葉片14的長度，其中，所述正對是指葉片14的平面與加熱面12的平面平行。
[0032]通過上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置進(jìn)行融冰的方法具體包括如下步驟:參照圖3所示，
[0033]101、驅(qū)動所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中覆冰的葉片旋轉(zhuǎn)至融冰裝置的加熱面；
[0034]102、通過所述融冰裝置的加熱面輸出的熱量對所述葉片進(jìn)行融冰。
[0035]本發(fā)明的實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組融冰裝置及融冰方法中，融冰裝置能夠驅(qū)動所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中覆冰的葉片旋轉(zhuǎn)至融冰裝置的加熱面;通過所述融冰裝置的加熱面輸出的熱量對所述葉片進(jìn)行融冰，從而無需在葉片內(nèi)預(yù)埋加熱電阻絲，能夠在對葉片有效融冰的同時(shí)降低葉片設(shè)計(jì)復(fù)雜度，并有效控制了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)備成本。
[0036]參照圖4所示，提供另一種融冰方法，包括如下步驟:
[0037]201、根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各個(gè)葉片輸出的力矩和/或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率判斷所述葉片上的覆冰程度。
[0038]其中，判斷單個(gè)葉片上的覆冰過程可以通過測量各個(gè)葉片的力矩來實(shí)現(xiàn)，可以有針對性的對覆冰最嚴(yán)重的葉片進(jìn)行融冰，其中，測量各個(gè)葉片的力矩可以包括測量葉片靜態(tài)力矩、葉片動態(tài)力矩或者這二者的結(jié)合。
[0039]參照圖5所示，葉片靜態(tài)力矩可以包括:風(fēng)機(jī)葉片經(jīng)過緩慢旋轉(zhuǎn)使得待測量葉片51旋轉(zhuǎn)至與水平面呈特定角度Θ而靜止時(shí)，葉片重心52對旋轉(zhuǎn)軸53產(chǎn)生的靜態(tài)力矩τ，特別地，該特定角度Θ可以為0度，即與水平面平行。
[0040]參照圖6所示，葉片動態(tài)力矩可以包括:風(fēng)機(jī)葉片在正常旋轉(zhuǎn)時(shí)待測量葉片61旋轉(zhuǎn)至與水平面呈特定角度Θ時(shí)，葉片重心62受重力對旋轉(zhuǎn)軸63產(chǎn)生的重力力矩τ?以及葉片重心62受離心力對旋轉(zhuǎn)軸63產(chǎn)生的離心力力矩τ2的合力矩，特別地，該特定角度Θ可以為0度，即與水平面平行。
[0041]通過在相同條件下，將待測量葉片最初安裝時(shí)的初始靜態(tài)力矩或初始動態(tài)力矩與運(yùn)行一段時(shí)間后待測量葉片的靜態(tài)力矩或動態(tài)力矩進(jìn)行比較，來判斷待測量葉片上的覆冰程度，其中，相同條件:對于靜態(tài)力矩來說，是指相同的特定角度等;對于動態(tài)力矩來說，是指相同的風(fēng)機(jī)速度和相同的特定角度等。
[0042]判斷整機(jī)所有葉片的整體覆冰程度可以通過比較風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率來實(shí)現(xiàn)，其中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率可以包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率曲線，當(dāng)相同條件下風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率低于預(yù)定值時(shí)，判斷整機(jī)所有葉片的整體覆冰程度滿足預(yù)設(shè)條件，開始依次對整機(jī)的各個(gè)葉片進(jìn)行融冰。其中，所述相同條件包括相同的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，判斷葉片上的覆冰程度還可以包括上述兩種方式的組合。
[0043]202、當(dāng)所述葉片上覆冰程度滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，驅(qū)動所述葉片旋轉(zhuǎn)至融冰裝置的加熱面。
[0044]其中在步驟201中通過判斷葉片上的覆冰程度對葉片進(jìn)行融冰，例如在葉片上的覆冰比較嚴(yán)重時(shí)對葉片進(jìn)行融冰，在葉片上覆冰不影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常負(fù)荷時(shí)不對葉片進(jìn)行融冰，有利于降低融冰能源的消耗，此外，融冰裝置可以優(yōu)先對覆冰情況最嚴(yán)重的葉片進(jìn)行融冰，以盡快改善風(fēng)機(jī)的有效負(fù)荷。
[0045]203、控制葉片的槳距角。
[0046]步驟203中通過控制葉片的槳距角使得所述葉片旋轉(zhuǎn)變槳，或者使得所述葉片的迎風(fēng)面與所述加熱面正對。從而提高融冰的均勻性以及融冰效率。
[0047]204、通過所述融冰裝置的加