CN110285027B - 风力发电机叶片除冰方法、除冰系统及终端设备 - Google Patents

风力发电机叶片除冰方法、除冰系统及终端设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种风力发电机叶片除冰方法、除冰系统及终端设备，其中除冰方法包括获取风力发电机外界环境的温、湿度和轮毂中380V母线三相电流有效值，并根据外界环境的温、湿度值和温度的变化趋势，以及380V母线三相电流有效值是否超过母线电缆额定电流有效值的80％判断是否启动。根据外界环境和叶片内部的温度值，对除冰系统的三相电流有效值进行设定，控制除冰系统工作于不同的功率状态下，以最小功耗代价达到最好的防冰和除冰效果。所述除冰系统包括除冰主控制器、除冰从控制器和除冰加热器等。本申请有效降低了布设电缆和更换滑环的劳动量及使用成本，在保证风力发电机组可靠运行同时，降低叶片结冰造成的发电损失，提高企业的生产经营效益。

Description

风力发电机叶片除冰方法、除冰系统及终端设备
技术领域
本发明属于风电技术领域，更具体地说，是涉及一种风力发电机叶片除冰方法、除冰系统及终端设备。
背景技术
在温度低，湿度大，海拔高的地方，风力发电机叶片比较容易结冰。叶片结冰后会导致叶片过载和载荷不均衡，造成风机效率下降。叶片结冰状态下继续运行还会改变叶片原有的翼型，导致桨叶气动性能恶化，造成风能捕获能力急剧下降；积冰严重时载荷增加，震动加剧，甚至会导致叶片断裂，对发电机组产生非常大的危害。因此，结冰严重时，机组必须脱网停机，机组利用率下降，造成发电量损失。另外叶片结冰后，随着温度升高，冰块就会脱落，脱落冰块被甩出的距离可达1.5倍叶尖高度，对机组和现场人员有很大的安全隐患。
基于上述情况，需要对风力发电机叶片进行除冰。但是，除冰系统的功率较大，为了不影响风机其他组件(如风力发电机、变桨电机及其驱动控制系统)的正常运行，现有风机叶片除冰系统需要单独布置690V或者380V的电缆作为除冰系统的动力电源，另外增加了从机舱到轮毂的电缆通道数，需要更换滑环，存在布线难度大，成本高等技术问题。
大型风力发电机组作为风电技术的关键设备，其变桨驱动装置在整个风电机组运行中占据非常重要的地位。变桨驱动装置能够保证风机在整个风速范围内以最佳的桨距角和较低的风速切入。在高风速下，能够通过变桨减小攻角，降低了叶片上所承受的气动力，从而保证了叶轮的输出功率不超过发电机的额定功率。由于变桨驱动装置的重要性，风力发电机主机厂一般不允许其它大功率设备与变桨驱动装置公用动力电缆，因为其它大功率设备运行时，如果变桨驱动装置需要大功率输出来调整浆距角，会导致原本的380V动力电缆过载，从而危害整个风机的安全运行。如果采用更大容量的380V动力电缆来保证满足变桨驱动装置和其它大功率设备的功率要求，则需要更换滑环和电缆，成本又会大大增加。
风力发电机的运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在零度位置不变，不作任何调节，此时变桨驱动装置处于直流制动状态下，输出功率很小；当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，使发电机的输出功率保持在额定功率，为了达到良好的调节效果，变桨距控制应迅速响应，此时变桨驱动装置输出功率较大；遇到紧急情况收桨的时候，变桨驱动装置输出功率也很大；停机的时候，经常使桨距角处于90°位置，风机叶片处于“顺桨”状态，此时变桨电机处于抱闸状态，变桨电机输出功率为零。
综上所述，在风机运行过程中，变桨驱动装置并不是总是处于大功率输出状态，因此额定输入情况下，可以将变桨驱动装置未使用部分的功率提供给除冰系统使用。但是如何安全可靠地使用变桨驱动装置省出来的这部分功率，保障变桨驱动装置在任何情况下都能够安全可靠地运行，是本发明需要解决的关键技术问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供风力发电机叶片除冰方法、除冰系统及终端设备，其中，风力发电机叶片除冰方法包括：
获取风力发电机叶片的外界环境温度、风力发电机叶片外界环境的湿度、并根据所获取的风力发电机叶片的外界环境温度判断外界温度变化趋势，并判断所述温度、湿度、变化趋势是否满足除冰要求；
如满足执行除冰要求获取串联于除冰装置与变桨驱动装置并联端的母线三相电流有效值，并将所述母线三相电流有效值与母线三相电缆额定电流有效值进行比较判断电流是否满足预设条件；
当所述母线三相电流有效值与母线三相电缆额定电流有效值进行比较满足预设条件,则获取外界温度，判断外界温度是否大于0℃，并根据判断结果结合风力发电机叶片内部温度值分别对除冰装置的三相电流赋予不同的最大值；
并根据变桨驱动装置三相输入电流有效值设定所述除冰装置的三相电流参考值；且对所述除冰装置的三相电流参考值进行限幅；对除冰系统输出功率线性调整。
进一步地，所述获取风力发电机叶片的外界环境温度、风力发电机叶片外界环境的湿度、并根据所获取的风力发电机叶片的外界环境温度判断外界温度变化趋势，并判断所述温度、湿度、变化趋势是否满足除冰要求包括:
多次获取风力发电机叶片的外界环境温度To，并将获取的外界温度To与预设的温度值Toset进行温度比较判断，所述温度比较判断满足外界温度To小于的预设的温度值Toset，温度变化趋势下行；获取风力发电机叶片的湿度并与预设的湿度值ξ进行湿度比较判断，所述湿度比较判断满足风力发电机叶片的湿度小于预设的湿度值ξ；
所述预设的温度值Toset、所述预设的湿度值ξ均可通过网络远程设置。
进一步地，所述母线三相电流有效值与母线三相电缆额定电流有效值进行比较判断电流是否满足预设条件包括：
所述母线三相电流有效值ira1、irb1、irc1分别与母线三相电缆额定电流有效值iabc_rated比较，满足ira1＜80％*iabc_ratedand irb1＜80％*iabc_ratedand irc1＜80％*iabc_rated。
进一步地，所述则获取外界温度，判断外界温度是否大于0℃，并根据判断结果分别对除冰装置的三相电流赋予不同的最大值包括:
当外界温度To>0℃时，则设定风力发电机叶片的除冰装置三相电流最大值为：
Figure GDA0002541238420000031
当外界温度To≤0℃时，则设定风力发电机叶片的除冰装置三相电流最大值为：
Figure GDA0002541238420000032
其中：Ti表示风力发电机叶片温度，Tiset为风力发电机叶片预设温度阈值，iabc_rated为母线三相电缆额定电流有效值。
进一步地，所述根据变桨驱动装置母线三相电缆额定电流有效值设定所述除冰装置的三相电流参考值包括：
Figure GDA0002541238420000033
Figure GDA0002541238420000034
Figure GDA0002541238420000035
其中，ira2、irb2、irc2分别为变桨驱动装置的三相输入电流有效值。
进一步地，所述除冰装置的三相电流参考值进行限幅包括：
如果ia_ref>iabc_max，则令ia_ref＝iabc_max；
如果ib_ref>iabc_max，则令ib_ref＝iabc_max；
如果ic_ref>iabc_max，则令ic_ref＝iabc_max。
进一步地，所述对除冰系统输出功率线性调整包括：根据所述除冰装置的三相电流参考值ia_ref、ib_ref、ic_ref、除冰装置的三相电流有效值ira3、irb3、irc3计算电流的误差信号；所述误差信号经过PI调节器后输出除冰装置的三相电压设置值Ua_set、Ub_set、Uc_set；并根据所述三相电压设置值Ua_set、Ub_set、Uc_set与三角波比较得出占比可变的PWM脉冲；
所述PI调节器的比例系数为
Figure GDA0002541238420000036
积分系数为
Figure GDA0002541238420000037
风力发电机叶片除冰系统，包括用于提供三相电力的主电源；与变桨驱动装置并联连接的除冰装置；所述变桨驱动装置和除冰装置并联端通过三相电缆与主电源串联连接；
通过主电流传感器采集主电源三相电缆上的电流、除冰电流传感器采集除冰装置的三相电流、变桨电流传感器采集变桨驱动装置的三相电流、以及采集外界环境温度信号、外界环境湿度信号、接收远程预设的温度值Toset、远程预设的湿度值ξ和发送控制指令的除冰主控制器；
所述除冰装置包括三个除冰从控制器，三个除冰加热器；所述除冰从控制器通过数据线与除冰主控制器连接进行通信，所述除冰从控制器通过与除冰加热器电性连接；
所述除冰装置三相电缆上还串联控制通断的接触器，所述接触器的控制端通过电缆与除冰主控制器电控连接；
所述除冰主控制器通过数据线分别与变桨驱动装置的变桨控制器、变桨驱动器连接。
一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如风力发电机叶片除冰方法的任一步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现风力发电机叶片除冰方法的任一步骤。
本发明提供的风力发电机叶片除冰方法、除冰系统及终端设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明风力发电机叶片除冰方法、除冰系统及终端设备通过监控主电源三相电缆上的电流、除冰装置三相电缆上的电流、变桨驱动装置三相电缆上的电流，在有效保证变桨驱动装置正常运行对电流的需要，以及主电源三相电缆上电流在额定电流下安全运行时，实现与变桨驱动装置并联的除冰装置的预防结冰、以及有效除冰；不需要布设大量电缆和滑环，降低了劳动强度和企业使用成本，提高了企业的生产效益；同时本发明通过对除冰系统输出功率的线性调整，有效避免了输入电流的瞬间过冲，提高了系统运行的安全可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的风力发电机叶片除冰系统结构示意图；
图2为本申请实施例提供的风力发电机叶片除冰方法流程图；
图3为本申请实施例提供的风力发电机叶片除冰方法程序流程图；
图4为本申请实施例提供的应用过程中除冰系统功率控制原理示意图；
图5为本申请实施例提供的PI调节器比例系数曲线示意图；
图6为本申请实施例提供的除冰控制装置/终端设备的硬件结构示意图。。
其中，图中各附图标记：
11-主电源；12-碧昂驱动装置；13-除冰装置；14-除冰主控制器；15-主电流传感器；16-除冰电流传感器；17-变桨电流传感器；20-PI调节器；121-变桨控制器；122-变桨驱动器；123-变桨电机；131-除冰从控制器；132-除冰加热器；6-除冰装置/终端设备；60-处理器；61-存储器；62-计算机程序。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不包括示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如附图1所示，现对本发明提供的风力发电机叶片除冰系统进行说明。所述风力发电机叶片除冰系统，包括用于提供三相电力的主电源11，与变桨驱动装置12并联连接除冰装置13，并将变桨驱动装置12和除冰装置13并联端通过三相电缆与主电源11串联连接；通过数据线分别与变桨驱动装置12、除冰装置13控制连接的除冰主控制器14，除冰主控制器14分别通过主电流传感器15采集主电源11三相电缆上的电流、除冰电流传感器16采集除冰装置13三相电流、变桨电流传感器17采集变桨驱动装置12三相电流实现对除冰装置13的运行控制。具体实施中还包括温度传感器、湿度传感器，并分别将温度传感器、湿度传感器与风力发电机叶片安装连接，并将温度传感器、湿度传感器与除冰主控制器14电性连接。
变桨驱动装置12包括变桨控制器121、3个变桨驱动器122、3个变桨电机123。将变桨控制器121分别通过包括但不限于CAN数据线、或LIN数据线与变桨驱动器122、除冰主控制器14控制连接；变桨驱动器122通过电缆与变桨电机123电性连接。除冰装置13包括3个除冰从控制器131，3个除冰加热器132；除冰从控制器131通过包括但不限于CAN数据线、或LIN数据线与除冰主控制器14连接，除冰从控制器131通过电缆与除冰加热器132连接。除冰装置13三相电缆上还串联控制通断的接触器133，接触器133的控制端通过电缆与除冰主控制器14电控连接；除冰主控制器14接收远程预设的温度值Toset、远程预设的湿度值ξ。
上述技术方案，除冰主控制器14通过温度传感器采集风力发电机叶片的外界环境温度，通过湿度传感器采集风力发电机叶片的外界环境湿度，对外界的温度、以及温度变化趋势进行判断，如果温度变化趋势是下行的，采集反馈的温度是低于预设的临界温度，采集的湿度低于预设的临界湿度；且并通过主电流传感器15实时监控主电源11输出端三相电缆的电流，变桨电流传感器17实时监控变桨驱动装置12三相电缆上的电流；在保证变桨驱动装置12正常运行，以及主电源11三相电缆电流在低于额定电流时，除冰主控制器14将实时控制除冰装置13运行，有效预防风力发电机叶片结冰以及将风力发电机叶片的结冰去除。
除冰主控制器14除结合外界的温度、湿度，以及主电源11三相电缆电流、变桨驱动装置12三相电流、除冰装置13三想电流，除冰主控制器14还通过CAN数据线分别与除冰装置13的除冰从控制器131，变桨驱动装置12的变桨控制器121进行信息通信，实现对变桨驱动装置12和除冰装置13的精确有效控制。同时，除冰主控制器14还通过接触器133实现对除冰装置13的供电电路的有效控制。同时通过变桨控制器121对变桨驱动器122进行运行数据采集、控制指令下达；通过除冰从控制器131对除冰加热器132进行数据采集、以及控制指令下达。上述技术方案有效将各功能模块的实现精确控制以及故障隔离，便于快速识别各功能模块的故障点，以及对各功能模块故障点的排出，提高系统的运行效率。
本发明不需要额外增加除冰装置13的电缆以及更换滑环，通过精确控制，在有效保证变桨驱动装置12正常运行的前提下，充分利用了主电源三相电缆的额定功率的冗余功率实现风力发电机叶片的预防结冰和除冰，有效降低了布设电缆的劳动量，以及极大地缩减了避免使用电缆和更换滑环的成本；同时保证风力发电机组高效运行，降低停机除冰造成的损失；提高了企业的生产经营效益。通过除冰主控制器14、除冰从控制器131实现输出功率的线性调整，有效避免了和消除了电流的瞬间过冲，提高了系统运行的安全可靠。
附图2为本申请实施例提供的风力发电机叶片除冰方法流程图，详述如下：
S11：获取风力发电机叶片的外界环境温度、风力发电机叶片外界环境的湿度、并根据所获取的风力发电机叶片的外界环境温度判断外界温度变化趋势，并判断所述温度、湿度、变化趋势是否满足除冰要求；
具体实施中通过除冰主控制器14实时获取风力发电机叶片的外界环境温度To，并将获取的外界温度To与预设的温度值Toset进行温度比较判断，通过多次外界温度To与预设的温度值Toset进行比较求差判断温度的变化趋势是下行；且比较判断满足外界温度To小于的预设的温度值Toset；获取风力发电机叶片的湿度并与预设的湿度值ξ进行湿度比较判断，湿度比较判断满足风力发电机叶片的湿度小于预设的湿度值ξ。同时，预设的温度值Toset、预设的湿度值ξ均可分别通过以太网、风力发电机组现有的网络，结合风力发电机组使用的环境温度、湿度和海拔高度等进行远程设置。
当外界环境温度To较高时，如零度以上，一般是不会发生结冰的，而且如果温度变化趋势是上行，也就是温度随时间逐渐升高，叶片结冰的可能性也较低，比如白天温度一般较夜晚要高，假设白天温度为5℃，到了夜晚温度会慢慢下降，就有可能降至0℃以下。如果夜晚的温度为5℃，从夜晚到白天的过渡，白天的温度一般会比5℃要高，因此结冰的可能性就较低，这时就无需启动除冰装置，可以最大程度上降低能耗。当然仅仅满足前面两个条件还不行，叶片是否会结冰还跟空气湿度值ξ有关，即使温度很低，如果湿度值ξ很小，那么结冰的可能性也很低；因此综合温度和湿度，根据风力发电机组运行使用环境设置比较合适的预设的湿度值ξ。
S12：获取串联于除冰装置与变桨驱动装置并联端的母线三相电流有效值，并将所述母线三相电流有效值与母线三相电缆额定电流有效值进行比较判断电流是否满足预设条件；
除冰主控制器14通过主电流传感器15采集串联于除冰装置13与变桨驱动装置12并联端的母线三相电流有效值ira1、irb1、irc1，并将母线三相电流有效值ira1、irb1、irc1与母线三相电缆额定电流有效值iabc_rated进行比较判断电流是否满足预设条件；需要满足ira1＜80％*iabc_ratedand irb1＜80％*iabc_ratedand irc1＜80％*iabc_rated；既主电源11母线三相电流有效值均要小于三相电缆额定电流有效值的80％。如果任意一相电流有效值大于80％的主电源11的母线三相电缆额定电流有效值iabc_rated，那么除冰装置13停止工作，在这种情况下必须优先保证变桨驱动装置12可靠地正常运行。
S13：获取外界温度，判断外界温度是否大于0℃，并根据判断结果分别对除冰装置的三相电流赋予不同的最大值；
除冰主控制器14通过温度传感器获取外界的温度，判断外界温度是否大于0℃，并根据判断结果分别对除冰装置13的三相电流赋予不同的最大值。
当外界温度To>0℃时，则设定风力发电机叶片的除冰装置三相电流最大值为：
Figure GDA0002541238420000081
当外界温度To≤0℃时，则设定风力发电机叶片的除冰装置三相电流最大值为：
Figure GDA0002541238420000082
其中：Ti表示风力发电机叶片温度，Tiset为风力发电机叶片预设温度阈值，iabc_rated为母线三相电缆额定电流有效值。
式(1)和式(2)中，Ti表示风机叶片温度，Ti根据除冰方式不同来定义，如果是叶片表面电热覆膜除冰，则Ti为叶片外表面温度，如果是气热除冰，则Ti为叶片内表面温度，Tiset为设定的叶片温度阈值，除冰系统根据这个阈值来调整最大功率输出。Tiset也可由风电场的运维人员可以根据当地天气及现场运行情况，在安全范围内，在办公室远程对Tiset进行设置。
S14：根据变桨驱动装置三相输入电流有效值设定所述除冰装置的三相电流参考值；
根据变桨驱动装置12三相输入电流有效值设定所述除冰装置13的三相电流参考值，具体实施中分别将除冰装置13三相电流参考值(ia_ref、ib_ref、ic_ref)设置为：
Figure GDA0002541238420000083
Figure GDA0002541238420000084
Figure GDA0002541238420000085
式(3)、式(4)和式(5)中的ira2、irb2、irc2分别为变桨驱动装置12的三相输入电流有效值，由瞬时值ia2、ib2、ic2计算所得。由式(3)～式(5)可知，风机每个叶片的除冰装置13三相电流参考值会随着变桨驱动装置12的三相电流增大而减小。因此，除冰装置13的功率也将随着变桨驱动装置12功率的增大而减小，即在变桨驱动装置12需要大功率输出时，除冰装置13能够自动地降低输出功率，保证变桨驱动装置12可靠运行，而当变桨驱动装置12输出功率较小时，除冰装置就能够利用这些冗余功率进行除冰。
S15：对所述除冰装置的三相电流参考值进行限幅；
为了进一步保证提高变桨驱动装置12运行的可靠性和安全性，对除冰装置13的三相电流参考值(ia_ref、ib_ref、ic_ref)进行限幅。
如果ia_ref>iabc_max，则令ia_ref＝iabc_max；
如果ib_ref>iabc_max，则令ib_ref＝iabc_max；
如果ic_ref>iabc_max，则令ic_ref＝iabc_max。
S11-S15的实施过程也可以通过附图3程序流程图直观表示：
S11:首先判断风力发电机使用的外界温度To与预设的温度值Toset进行温度比较判断，当外界温度To低于预设的温度值Toset；且温度的变化趋势是下行的，同时风力发电机叶片外界环境湿度小于预设的湿度值ξ；既上述调节同时满足将进行S12的步骤，否则除冰系统的停止工作。
S12：判断母线三相电流有效值ira1、irb1、irc1与母线三相电缆额定电流有效值iabc_rated是否满足ira1＜80％*iabc_ratedand irb1＜80％*iabc_ratedand irc1＜80％*iabc_rated；既主电源11母线三相电流有效值均要小于三相电缆额定电流有效值的80％。否则除冰系统将停止工作，优先满足变桨驱动装置12正常运行对电流的需要。满足S12则执行S13的步骤。
S13：获取外界温度，判断外界温度是否大于0℃，并根据判断结果分别对除冰装置的三相电流赋予不同的最大值；
S14:设定除冰装置三相电流参考值；
S15：对所述除冰装置的三相电流参考值进行限幅。
S16：对除冰系统输出功率线性调整；
本申请具体实施中，如附图4所示，根据风力发电机叶片除冰方法得到除冰装置13的三相电流参考值ia_ref、ib_ref、ic_ref分别减去1/3的整个除冰装置13三相电流有效值ira3、irb3、irc3(由瞬时值ia3、ib3、ic3计算所得)，得到误差信号ia_error、ib_error、ic_error经PI调节器18及输出限幅处理后，得到每个叶片的除冰装置三相电压设置值Ua_set、Ub_set、Uc_set，三相电压设置值与三角波比较后得到占比可变的PWM脉冲，进而实现对功率器件(可控硅或者IGBT)的驱动。功率器件输出的功率变化由PWM占空比来决定，PWM占空比越大，输出功率越大，反之，则越小；而PWM占空比的大小又由三相电压设置值Ua_set、Ub_set、Uc_set决定，三相电压设置值越大PWM占空比越大，反之，则越小；而三相电压设置值Ua_set、Ub_set、Uc_set的大小又由误差信号ia_error、ib_error、ic_error决定，误差信号越大，三相电压设置值越大，当误差信号为零时，即ira3＝3ib_ref、irb3＝3ia_ref、irc3＝3ic_ref，除冰系统输入电流ia3、ib3、ic3随参考电流ia_ref、ib_ref、ic_ref的变化而变化，由于PI调节器的作用，三相电压设置值Ua_set、Ub_set、Uc_set输出也恒定，因此PWM输出占空比也恒定，除冰系统输出的功率也恒定。
在这个控制电路中，当ia_ref、ib_ref、ic_ref很大，而ira3、irb3、irc3很小(比如为零)时，经误差ia_error、ib_error、ic_error输出很大，经PI调节器18放大后，使得三相电压设置值Ua_set、Ub_set、Uc_set瞬间输出很大，会导致除冰系统输入电流ia3、ib3、ic3瞬间产生过冲，从而影响变桨系统的安全可靠运行。因此本申请通过设定PI调节器18的比例系数为
Figure GDA0002541238420000101
和积分系数
Figure GDA0002541238420000102
来防止除冰系统瞬间电流过冲。比如当Kp＝10，η＝0.9，δ＝10时，
Figure GDA0002541238420000103
的曲线如附图5所示。可见在初始时刻比例系数很小，随着时间的推移，比例系数逐渐增大至10后就保持不变了。当误差信号ia_error、ib_error、ic_error很大且超过设定的阈值时，可令t从0开始计时，则比例系数为
Figure GDA0002541238420000104
和积分系数
Figure GDA0002541238420000105
会随t的增加而以指数级增大。因此这种方法可以消除除冰系统输入电流ia3、ib3、ic3的瞬间过冲。
图6是本申请一实施例提供的除冰装置/终端设备的示意图。该除冰装置/终端设备6包括：处理器60、存储器61以及存储在所述存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序62。所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各个点目标红外辐射测量的方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤S11至S16。
示例性的，所述计算机程序62可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序62在所述设备5中的执行过程。
所述除冰装置/终端设备6可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述除冰装置/终端设备可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是除冰装置/终端设备6的示例，并不构成对除冰装置/终端设备6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述除冰装置/终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器61可以是所述除冰装置/终端设备6的内部存储单元，例如除冰装置/终端设备6的硬盘或内存。所述存储器61也可以是所述除冰装置/终端设备6的外部存储设备，例如所述除冰装置/终端设备6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器61还可以既包括所述除冰装置/终端设备6的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61用于存储所述计算机程序以及所述除冰装置/终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括但不限于，能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.风力发电机叶片除冰方法，其特征在于：包括获取风力发电机叶片的外界环境温度、风力发电机叶片外界环境的湿度、并根据所获取的风力发电机叶片的外界环境温度判断外界温度变化趋势，并判断所述温度、湿度、变化趋势是否满足除冰要求；
如满足执行除冰要求获取串联于除冰装置与变桨驱动装置并联端的母线三相电流有效值，并将所述母线三相电流有效值与母线三相电缆额定电流有效值进行比较判断电流是否满足预设条件；
当所述母线三相电流有效值与母线三相电缆额定电流有效值进行比较满足预设条件,则获取外界环境温度，判断外界环境温度是否大于0℃，并根据判断结果结合风力发电机叶片内部温度值分别对除冰装置的三相电流赋予不同的最大值；
并根据变桨驱动装置三相输入电流有效值设定所述除冰装置的三相电流参考值；且对所述除冰装置的三相电流参考值进行限幅；对除冰装置输出功率线性调整。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述获取风力发电机叶片的外界环境温度、风力发电机叶片外界环境的湿度、并根据所获取的风力发电机叶片的外界环境温度判断外界温度变化趋势，并判断所述温度、湿度、变化趋势是否满足除冰要求包括:
多次获取风力发电机叶片的外界环境温度To，并将获取的外界环境温度To与预设的温度值Toset进行温度比较判断，所述温度比较判断满足外界环境温度To小于的预设的温度值Toset，温度变化趋势下行；获取风力发电机叶片外界环境的湿度并与预设的湿度值ξ进行湿度比较判断，所述湿度比较判断满足风力发电机叶片外界环境的湿度小于预设的湿度值ξ；
所述预设的温度值Toset、所述预设的湿度值ξ均可通过网络远程设置。
3.如权利要求2所述的风力发电机叶片除冰方法，其特征在于：所述母线三相电流有效值与母线三相电缆额定电流有效值进行比较判断电流是否满足预设条件包括：
所述母线三相电流有效值ira1、irb1、irc1分别与母线三相电缆额定电流有效值iabc_rated比较，满足ira1＜80％*iabc_rated and irb1＜80％*iabc_rated and irc1＜80％*iabc_rated。
4.如权利要求3所述的风力发电机叶片除冰方法，其特征在于：所述则获取外界环境温度，判断外界环境温度是否大于0℃，并根据判断结果结合风力发电机叶片内部温度值分别对除冰装置的三相电流赋予不同的最大值包括:
当外界环境温度To>0C°时，则设定风力发电机叶片的除冰装置三相电流最大值为：
Figure FDA0002531100030000021
当外界环境温度To≤0C°时，则设定风力发电机叶片的除冰装置三相电流最大值为：
Figure FDA0002531100030000022
其中：Ti表示风力发电机叶片温度，Tiset为风力发电机叶片预设温度阈值，iabc_rated为母线三相电缆额定电流有效值。
5.如权利要求4所述的风力发电机叶片除冰方法，其特征在于：所述根据变桨驱动装置三相输入电流有效值设定所述除冰装置的三相电流参考值包括：
Figure FDA0002531100030000023
Figure FDA0002531100030000024
Figure FDA0002531100030000025
其中，ira2、irb2、irc2分别为变桨驱动装置的三相输入电流有效值。
6.如权利要求5所述的风力发电机叶片除冰方法，其特征在于：对所述除冰装置的三相电流参考值进行限幅包括：
如果ia_ref>iabc_max，则令ia_ref＝iabc_max；
如果ib_ref>iabc_max，则令ib_ref＝iabc_max；
如果ic_ref>iabc_max，则令ic_ref＝iabc_max。
7.风力发电机叶片除冰系统，其特征在于：包括用于提供三相电力的主电源；与变桨驱动装置并联连接的除冰装置，所述变桨驱动装置和除冰装置并联端通过三相电缆与主电源串联连接；
通过主电流传感器采集主电源三相电缆上的电流、除冰电流传感器采集除冰装置的三相电流、变桨电流传感器采集变桨驱动装置的三相电流、以及采集外界环境温度信号、外界环境湿度信号、接收远程预设的温度值Toset、远程预设的湿度值ξ和发送控制指令的除冰主控制器；
所述除冰装置包括三个除冰从控制器，三个除冰加热器；所述除冰从控制器通过数据线与除冰主控制器连接进行通信，所述除冰从控制器与除冰加热器电性连接；
所述除冰装置三相电缆上还分别串联控制通断的接触器，所述接触器的控制端通过电缆与除冰主控制器电控连接；
所述除冰主控制器通过数据线分别与变桨驱动装置的变桨控制器、变桨驱动器连接。
8.一种终端设备，其特征在于：包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
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