風力發電機葉片結冰檢測系統

結冰傳感器在風力發電機葉片上的

        使用說明書

一、概述

    風力機葉片結冰會改變風力機葉片的氣動外型并降低風力機的運行效率。假如葉片覆冰會改變葉片的外部形狀和氣動性能,增大葉片阻力、減少升力,影響全機操縱性、穩定性;最終導致風能的轉化效率降低,嚴重的可導致葉片的損毀,發生運行事故,風力機葉片結冰已經成為保證風力機安全運行需要解決的迫切問題。首先介紹結冰的快速計算理論，光纖式結冰傳感器理論和微弱信號檢測理論，然后以此為基礎分別從探測器（包括光纖傳感器），信號處理電路，上位機監控軟件和通信協議四大方面對系統進行了詳細設計。探測器和信號處理電路實現了從傳感器端的微弱結冰狀態變化到采集端的顯著電壓信號變化；上位機監控軟件主要完成了串口通信模塊設計，數據圖形顯示模塊設計，數據存儲模塊設計，對硬件系統傳送過來的結冰電壓信號進行處理，并提供良好的人機界面，顯示當前結冰告警狀態，并把實時數據保存到文件夾中。完成了本系統的結冰的信號處理和雨水干擾的分析。

   現場實踐結果表明：本系統用于風力機結冰檢測是可行的，可完成結冰告警功能。據統計，現今全球的風力發電機裝機總量約為50,000 MW，并且該數字以每年30%的比例高速增長。風力發電作為風能利用的主要方式，是當今清潔能源中技術較成熟和發展前景較好的發電方式。 風力發電是將風能轉化為電能的發電方式，其原理是利用風力帶動風車葉片旋轉，再通過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的風速(微風的程度)，便可以開始發電。 需要注意的是，由特定氣候條件所引發的風力機葉片結冰會給風力機的安全和高效運行帶來較大危害。當風力機葉片表面發生結冰后，其氣動外型會受到破壞，此時風能的轉化效率會大大降低；當結冰累積到一定程度后，風力機葉片更有可能發生損毀并且引發運行事故。 目前在風力機葉片結冰狀態檢測領域的研究和應用還處于初期階段。應用已有的結冰狀態分析方法和新型的光纖式結冰傳感器等，實現對風力機葉片結冰狀態檢測，及時準確獲取風力機葉片的結冰狀態，從而進行結冰預警，結冰檢測，消除結冰對風力機的危害，這對風力發電事業具有很重要的意義。