CN111577557B - 风力发电机组叶片覆冰检测方法和装置、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种风力发电机组叶片覆冰检测方法和装置、存储介质，该方法包括：检测风力发电机组所处的环境温度；获取环境温度低于第一预设温度且叶片处于开桨状态时，叶片旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第一电流值，以及叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第二电流值；根据第一电流值和第二电流值的差值的绝对值，确定叶片的覆冰状态；其中，第一预设方位角和第二预设方位角相差180度。采用本发明实施例中的技术方案，能够根据风力发电机组三支叶片均匀分布、周期旋转的特性检测得到叶片的覆冰状态，不需要使用结冰传感器，从而避免因结冰传感器损坏或者导线断裂而引起的设备维护性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组叶片覆冰检测方法和装置、存储介质。
背景技术
风力发电机组通常被安装在环境恶劣的偏远区域，这些偏远区域的冬季气温较低和湿度较大，很容易造成叶片表面出现覆冰现象。一方面，叶片表面覆冰会造成叶片的质量增加，使叶片的连接部件承受更多载荷，导致叶片连接部件的寿命降低；另一方面，叶片表面覆冰会对叶片表面的气动性能造成影响，导致风力发电机组的发电量降低。
现有技术中的覆冰检测方法为在叶片表面安装结冰传感器，虽然一定程度上能够实现叶片覆冰的自动检测，但是，由于叶片长度较长，一旦传感器损坏或者导线断裂，设备更换极为困难，危险系数极高。
发明内容
本发明实施例提供了一种风力发电机组叶片覆冰检测方法和装置、存储介质，能够根据风力发电机组三支叶片均匀分布、周期旋转的特性检测得到叶片的覆冰状态，不需要使用结冰传感器，从而避免因结冰传感器损坏或者导线断裂而引起的设备维护性差的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种风力发电机组叶片覆冰检测方法，该方法包括：
检测风力发电机组所处的环境温度；
获取环境温度低于第一预设温度且叶片处于开桨状态时，叶片旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第一电流值，以及叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第二电流值；
根据第一电流值和第二电流值的差值的绝对值，确定叶片的覆冰状态；覆冰状态包括已覆冰以及未覆冰；
其中，第一预设方位角和第二预设方位角相差180度。
在第一方面的一种可能的实施方式中，根据第一电流值和第二电流值的差值的绝对值，确定叶片的覆冰状态的步骤，包括：计算第一电流值和第二电流值的差值的绝对值；若绝对值大于预设差值，则确定叶片的覆冰状态为已覆冰；其中，预设差值为叶片的覆冰状态为未覆冰时叶片分别旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第三电流值与叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第四电流值的差。
在第一方面的一种可能的实施方式中，根据第一电流值和第二电流值的差值的绝对值，确定叶片的覆冰状态的步骤，包括：计算第一电流值和第二电流值的差值的绝对值；若绝对值大于预设差值，则获取风力发电机组的所有叶片的变桨电机的温度；若所有叶片的变桨电机的温度全部处于预设温度范围内，则确定叶片的覆冰状态为已覆冰；其中，预设差值为叶片的覆冰状态为未覆冰时叶片旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第三电流值与叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第四电流值的差；其中，预设温度范围的上限为所有叶片的变桨电机的温度的平均值与第二预设温度的和，预设温度范围的下限为所有叶片的变桨电机的温度的平均值与第二预设温度的差。
在第一方面的一种可能的实施方式中，在确定叶片的覆冰状态为已覆冰的步骤之后，该方法还包括：生成表示叶片的覆冰状态为已覆冰的报警信息。
在第一方面的一种可能的实施方式中，该方法还包括：若环境温度低于第一预设温度时叶片处于未开桨状态，则控制叶片的变桨电机启动并执行开桨操作。
在第一方面的一种可能的实施方式中，风力发电机组的机舱上设置有零刻度线，零刻度线的延伸方向平行于竖直方向，叶片的方位角为叶片的延伸方向与零刻度线的夹角；第一预设方位角为90度，第二预设方位角为270度。
第二方面，本发明实施例提供一种风力发电机组叶片覆冰检测装置，该装置包括：
环境温度检测模块，用于检测风力发电机组所处的环境温度；
电流获取模块，用于获取环境温度低于第一预设温度且叶片处于开桨状态时，叶片旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第一电流值，以及叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第二电流值；
覆冰状态确定模块，用于根据第一电流值和第二电流值的差值的绝对值，确定叶片的覆冰状态；覆冰状态包括已覆冰以及未覆冰；
其中，第一预设方位角和第二预设方位角相差180度。
在第二方面的一种可能的实施方式中，覆冰状态确定模块包括第一覆冰状态确定单元或者第二覆冰状态确定单元；其中，第一覆冰状态确定单元用于，计算第一电流值和第二电流值的差值的绝对值；若绝对值大于预设差值，则确定叶片的覆冰状态为已覆冰；第二覆冰状态确定单元用于，计算第一电流值和第二电流值的差值的绝对值；若绝对值大于预设差值，则获取风力发电机组的所有叶片的变桨电机的温度；若所有叶片的变桨电机的温度全部处于预设温度范围内，则确定叶片的覆冰状态为已覆冰；其中，预设差值为叶片的覆冰状态为未覆冰时叶片分别旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第三电流值与叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第四电流值的差；其中，预设温度范围的上限为所有叶片的变桨电机的温度的平均值与第二预设温度的和，预设温度范围的下限为所有叶片的变桨电机的温度的平均值与第二预设温度的差。
在第二方面的一种可能的实施方式中，该装置设置在风力发电机组的主控制器中。
第三方面，本发明实施例提供一种存储介质，其上存储有程序，程序被处理器执行时实现如上所述的风力发电机组叶片覆冰检测方法。
根据本发明实施例，为确定叶片的覆冰状态，可以先检测风力发电机组所处的环境温度，然后获取环境温度低于第一预设温度且叶片处于开桨状态时，叶片旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第一电流值，以及叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第二电流值。
由于第一预设方位角和第二预设方位角相差180度，从而能够使第一预设方位角和第二预设方位角中的任一预设方位角位于风轮右半平面时，另一预设方位角位于风轮左半平面，并能够根据第一电流值和第二电流值确定叶片是否因覆冰而导致叶片重力变大，确定叶片的覆冰状态。
与现有技术中的需要在叶片表面安装传感器相比，采用本发明实施例中的风力发电机组叶片覆冰检测方法能够根据风力发电机组三支叶片均匀分布、周期旋转的特性检测得到叶片的覆冰状态，从而不需要使用传感器，进而能够避免因传感器损坏或者导线断裂而引起的设备维护性差的问题。
附图说明
从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1为本发明实施例提供的风力发电机组的变桨系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的风力发电机组叶片的受力分析示意图；
图3为对图2中的叶片201的进一步受力分析示意图；
图4为本发明一个实施例提供的风力发电机组叶片覆冰检测方法的流程示意图；
图5为本发明另一实施例提供的风力发电机组叶片覆冰检测方法的流程示意图；
图6为本发明又一实施例提供的风力发电机组叶片覆冰检测方法的流程示意图；
图7为本发明再一实施例提供的风力发电机组叶片覆冰检测方法的流程示意图；
图8为本发明一个实施例提供的风力发电机组叶片覆冰检测装置的结构示意图；
图9为本发明另一实施例提供的风力发电机组叶片覆冰检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。
图1为本发明实施例提供的风力发电机组的变桨系统的结构示意图。图1中示出了轮毂101、安装于轮毂101上的叶片102和叶片103，轮毂101可相对固定体机舱旋转，带动叶片102和叶片103旋转。
以叶片102为例，叶片102变桨时，叶片102的变桨电机104接收变桨控制器105的变桨命令后，通过驱动变桨轴承106带动叶片102变桨，具体实施时，可以使一个变桨控制器分别与三支叶片的变桨电机电连接，也可以使三个变桨控制器分别与三支叶片的变桨电机一一对应电连接。
图1中还示出了安装于变桨电机104的旋转轴上的编码器107，用于测量变桨电机104的旋转角度，从而得到叶片桨距角。若把三支叶片所在平面作为一个参考面，则任一叶片的桨距角为该叶片与该参考面的夹角。
图1中还示出了安装于风机主轴108上的方位角传感器109，用于测量轮毂101的方位角，从而得到叶片的方位角。若将某一支叶片叶尖朝上时方位角设为0度，则叶片转动一周后再次转到叶片朝上时的方位角为360度(类似时钟指向12点时的方向)，随着叶片不断随轮毂101旋转，叶片的方位角不断在0度～360度之间呈连续性、周期性变化。
图2为本发明实施例提供的风力发电机组叶片的受力分析示意图，图2中示出的三支叶片的编号分别为201、202和203，图2中主要对叶片201进行了受力分析。
其中，角度a为叶片201与竖直方向的夹角，m0为叶片201沿风轮平面转动时的等效质量，m1为质量m0在垂直于叶片201长度方向的分量，即m1＝m0×sina，m2为质量m0平行于叶片201自身旋转轴线的分量，m1和m2均位于三支叶片组成的旋转平面(也称为风轮平面)内。
图3为对图2中的叶片201的进一步受力分析示意图，图3主要从叶片201的横截面角度对叶片201进行了受力分析。
其中，角度b为叶片201的桨距角，可以由编码器107测量得到，P0为叶片201的质心位置，P1为叶片201的自身旋转轴线与风轮平面的交点。m11为分量m1与叶片201自身旋转时所在的圆形相切的分量，即m11＝m1×sinb，m11垂直于叶片201侧翼表面，但不与叶片201自身旋转轴线垂直。m12为分量m1与叶片201自身旋转轴线垂直的分量。
由于叶片形状为不规则刚体，因此，叶片201的总转动惯量I可以表达为：
I＝I1+I2 (1)
I1＝m0×L2 (2)
I2＝m11×R2 (3)
其中，I1为叶片等效质量m0沿风轮平面转动时的转动惯量，I2为叶片沿自身旋转轴线旋转时的附加转动惯量I2。m0和m11具有如上文所述的含义，L为叶片201的半径，R为质心半径，即从质心位置P0到P1之间的距离。
结合图2，假设竖直向上的位置为0度方位角，那么方位角传感器109测量得到的叶片202的方位角为0度，叶片201的方位角为120度，叶片203的方位角为240度，可以得到：角度a＝180度-120度＝60度。
进一步地，对图2和图3进行分析可以得到：
当叶片201位于风轮平面的右半平面，且向0度方向转动时，叶片的附加转动惯量I2对变桨起阻力作用。
当叶片201位于风轮平面的右半平面，且向180度方向转动时，叶片的附加转动惯量I2对变桨起助力作用。
当叶片201位于风轮平面的左半平面，且为向0度方向转动时，叶片的附加转动惯量I2对变桨起助力作用。
当叶片201位于风轮平面的左半平面，且向180度方向转动时，叶片的附加转动惯量I2对变桨起阻力作用；
因此，可以得出叶片201的附加转动惯量I2的大小为：
其中，p表示叶片的转动方向，当叶片向0度方向转动时，p为1；当叶片向180度方向转动时，p为-1。
同时，可以得到因叶片201重力引起的力矩需求N为：
从式(5)可以看出，风力发电机变桨系统在调桨运行时，叶片处于不同的方位角，变桨电机输出的扭矩(即电流)不同。比如，图2中叶片201向0度方向转动时，叶片的附加转动惯量I2对变桨起阻力作用，叶片201向0度方向转动时，叶片的附加转动惯量I2对变桨起助力作用。
假设一支叶片方位角为位于风轮右半平面(比如90度)时，变桨电机输出的力矩为N1，因叶片重力引起的力矩需求为N2，风阻止叶片开桨的力矩为N3，齿轮油对叶片变桨的阻力作用为N5，则基于力学定律“一个物体在受到两个或两个以上力的作用时，如果能保持静止或匀速直线运动，则物体处于受力平衡状态”，当叶片的开桨速度为恒速时，可以得到：
N2+N3+N5＝N1 (6)
同理，当叶片方位角位于风轮左半平面(比如270度)时，变桨电机输出的力矩为N4，叶片因重力引起的力矩需求为N2，风阻止叶片开桨的力矩为N3，齿轮油对叶片变桨的阻力作用为N5，则当叶片的开桨速度为恒速且叶片桨距角在较短的时间内一致时，可以得到：
N3-N2+N5＝N4 (7)
利用式(6)减去式(7)，可以得到：
2*N2＝N1-N4 (8)
也就是说，叶片在方位角位于风轮右半平面时的重力力矩N2的2倍，等于叶片在方位角位于风轮右半平面时变桨电机输出的力矩N1与叶片在方位角位于风轮左半平面方位角时变桨电机输出的力矩N4的差值。
进一步地，假设三支叶片的变桨速度一致，则在电机转速恒定的情况下，变桨电机力矩和电流的关系可以表示为：
M＝F×D＝C×Φ×I×D (9)
其中，M为电机力矩，D为转动半径，F为电磁力，C为电机常数，Φ为电机磁通，I为电流，一般φ是常数。
由式(9)可知，变桨电机的力矩大小与电流大小成正比。此外，通过对力矩T、功率P、每分钟转速n的关系式(T＝9549P/n，P＝UIcosφ，cosφ为电机的功率因数)也可以分析得到：在某个定值的电压、转速和功率因数下，变桨电机的力矩与电流成正比。
由上可知，叶片在覆冰而导致叶片重力变大的情况下，其重力力矩可以直接通过叶片在方位角分别位于风轮右半平面和左半平面时变桨电机电流的差值直接体现出来。
基于此，本发明实施例提供一种风力发电机组叶片覆冰检测方法和装置、存储介质，采用本发明实施例中的技术方案，能够根据风力发电机组三支叶片均匀分布、周期旋转的特性检测得到叶片的覆冰状态，不需要使用传感器，从而避免因传感器损坏或者导线断裂而引起的设备维护性差的问题。
图4为本发明一个实施例提供的风力发电机组叶片覆冰检测方法的流程示意图，如图4所示，该风力发电机组叶片覆冰检测方法包括步骤401至步骤403。
在步骤401中，检测风力发电机组所处的环境温度。
在步骤402中，获取环境温度低于第一预设温度且叶片处于开桨状态时，叶片旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第一电流值，以及叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第二电流值。
也就是说，只有在风力发电机组所处的环境温度低于第一预设温度且叶片处于开桨状态才启动覆冰检测流程，从而避免运算资源的浪费。
在一示例中，若环境温度低于第一预设温度时叶片处于未开桨状态，可以控制叶片的变桨电机启动并执行开桨操作，及时执行覆冰检测流程，也可以先等待，直到叶片处于开桨状态时再执行覆冰检测流程，此处不做限定。
在步骤403中，根据第一电流值和第二电流值的差值的绝对值，确定叶片的覆冰状态。这里，叶片的覆冰状态包括已覆冰以及未覆冰。
根据上文中的论述可知，面对风力发电机组的叶轮，当叶片位于风轮的右半平面且叶片处于开桨状态时，由于变桨电机需要克服叶片的重力而做功，且叶片的开桨速度是恒定值，即对应变桨电机转速是恒定值，因此变桨电机输出的电流会变大，当叶片表面出现较厚的覆冰时，叶片重力变大，即变桨电机需要克服叶片的重力而输出的电流值更大。
由于叶片在覆冰而导致叶片重力变大的情况下，其重力力矩可以直接通过叶片在方位角分别位于风轮右半平面和左半平面时变桨电机电流的差值直接体现出来。也就是说，只要使第一预设方位角和第二预设方位角中的任一个预设方位角位于风轮右半平面，另一个预设方位角位于风轮左半平面时，就能够根据第一电流值和第二电流值确定叶片的覆冰状态。
这里，为使第一预设方位角和第二预设方位角中的任一预设方位角位于风轮右半平面时，另一预设方位角位于风轮左半平面，第一预设方位角和第二预设方位角应相差180度。
根据本发明实施例，为确定叶片的覆冰状态，可以先检测风力发电机组所处的环境温度，然后获取环境温度低于第一预设温度且叶片处于开桨状态时，叶片旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第一电流值，以及叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第二电流值。
由于第一预设方位角和第二预设方位角相差180度，从而能够使第一预设方位角和第二预设方位角中的任一预设方位角位于风轮右半平面时，另一预设方位角位于风轮左半平面，并能够根据第一电流值和第二电流值的差值的绝对值，确定叶片是否因覆冰而导致叶片重力变大，确定叶片的覆冰状态。
与现有技术中的需要在叶片表面安装传感器相比，采用本发明实施例中的风力发电机组叶片覆冰检测方法能够根据风力发电机组三支叶片均匀分布、周期旋转的特性检测得到叶片的覆冰状态，从而不需要使用传感器，进而能够避免因传感器损坏或者导线断裂而引起的设备维护性差的问题。
另外，由于本发明实施例中的风力发电机组叶片覆冰检测方法是通过检测叶片开桨时变桨电机的电流来实现的，即覆冰检测过程中不需要检测风速值的大小(与风速数据无关)，从而不需要对不同多种风速值下的运行数据进行大量的统计，并能够消除风速值对计算过程的影响，具有检测精度高以及检测时间短的优点。
此外，采用本发明实施例中的风力发电机组叶片覆冰检测方法，还能够消除环境温度值对检测过程的影响，同时可以消除齿轮油粘稠度对阻力的影响，进一步提高叶片覆冰检测精度。
图5为本发明另一实施例提供的风力发电机组叶片覆冰检测方法的流程示意图，图5与图4的不同之处在于，图4中的步骤403可细化为图5中的步骤4031和步骤4032。
在步骤4031中，计算第一电流值和第二电流值的差值的绝对值。
在步骤4032中，若绝对值大于预设差值，则确定叶片的覆冰状态为已覆冰。
其中，预设差值为叶片的覆冰状态为未覆冰时叶片分别旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第三电流值与叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第四电流值的差。
根据式(8)和式(9)可知，叶片在覆冰而导致叶片重力变大的情况下，其重力力矩可以直接通过叶片在方位角分别位于风轮右半平面和左半平面时变桨电机电流的差值直接体现出来。
具体实施时，可以将叶片的覆冰状态为未覆冰时叶片分别旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第三电流值与叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第四电流值的差作为叶片重力正常时的参考值，若绝对值大于参考值(即预设差值)，就能够说明叶片重力变大，从而可以确定叶片的覆冰状态为已覆冰。
图6为本发明又一实施例提供的风力发电机组叶片覆冰检测方法的流程示意图，图6与图4的不同之处在于，图4中的步骤403可细化为图5中的步骤4033和步骤4035。
在步骤4033中，计算第一电流值和第二电流值的差值的绝对值。
在步骤4034中，若绝对值大于预设差值，则获取风力发电机组的所有叶片的变桨电机的温度。
其中，预设差值为叶片的覆冰状态为未覆冰时叶片旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第三电流值与叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第四电流值的差。
在步骤4035中，若所有叶片的变桨电机的温度全部处于预设温度范围内，则确定叶片的覆冰状态为已覆冰。
其中，预设温度范围的上限为所有叶片的变桨电机的温度的平均值与第二预设温度的和，预设温度范围的下限为所有叶片的变桨电机的温度的平均值与第二预设温度的差。
对比图5和图6可知，在图6的步骤中，在确定第一电流值和第二电流值的差值的绝对值大于预设差值之后，还进一步获取了风力发电机组的所有叶片的变桨电机的温度，只有当所有叶片的变桨电机的温度全部处于预设温度范围内，即三支叶片的变桨电机的温度相互接近，才确定叶片的覆冰状态为已覆冰。
如此设置，能够排除变桨电机堵转、编码器故障、变桨刹车继电器异常、驱动器故障、变桨电机散热风扇异常、变桨驱动器参数错误等会导致变桨电流异常的情况，进一步提高覆冰检测精度。
在一示例中，如果确定叶片的覆冰状态为已覆冰，则可以生成表示叶片的覆冰状态为已覆冰的报警信息，从而及时通知相关人员进行除冰处理。具体实施时，可以将该报警信息发送至风力发电机组的主控制器，由主控制器控制自动除冰装置开启运行。
具体实施时，风力发电机组的机舱上设置有零刻度线，零刻度线的延伸方向平行于竖直方向，叶片的方位角为叶片的延伸方向与零刻度线的夹角。根据公式(8)，考虑到叶片的方位角处于90度和270度时，叶片的重力变化效果最明显，变桨电机电流最大，因此，可以将第一预设方位角为90度，第二预设方位角为270度，以进一步提高覆冰检测精度。
图7为本发明再一实施例提供的风力发电机组叶片覆冰检测方法的流程示意图，包括步骤701至步骤706，用于以第一预设方位角为90度，第二预设方位角为270度为例，对本发明实施例的风力发电机组覆冰检测方法进行详细说明。
在步骤701中，判断环境温度是否过低，若是，则执行步骤702，否则跳转至结束。
在步骤702中，判断叶片是否处于开桨状态，若是，则执行步骤703，否则跳转至结束。
此步骤由于检测过程用到的变化量是变桨电机的电流，所以需要在开桨过程中进行检测。
在步骤703中，统计每个叶轮旋转周期内叶片旋转至90度方位角时变桨电机的电流值，以及叶片旋转至270度方位角时变桨电机的电流值。
此步骤主要基于公式(8)的方法，即叶片在90度方位角时的重力力矩N2的2倍，等于叶片在90度方位角时变桨电机输出的力矩N1与叶片在270度方位角时变桨电机输出的力矩N4的差值。
在步骤704中，判断叶片旋转至90度方位角时变桨电机的电流值，以及叶片旋转至270度方位角时变桨电机的电流值的差值是否大于正常值。如果大于则执行步骤705，否则跳转到结束；
在步骤705中，检测三个轴电机温度是否接近；如果接近，则执行步骤706，否则跳转到结束。
此步骤的目的是：排除变桨电机堵转、编码器故障、变桨刹车继电器异常、驱动器故障、变桨电机散热风扇异常、变桨驱动器参数错误等会导致变桨电流异常的情况。
在步骤706中，确定为叶片覆冰并报警。
图8为本发明一个实施例提供的风力发电机组叶片覆冰检测装置的结构示意图，如图8所示，该风力发电机组叶片覆冰检测装置包括：环境温度检测模块801、电流获取模块802和覆冰状态确定模块803。
其中，环境温度检测模块801用于检测风力发电机组所处的环境温度。
电流获取模块802用于获取环境温度低于第一预设温度且叶片处于开桨状态时，叶片旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第一电流值，以及叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第二电流值。
其中，第一预设方位角和第二预设方位角相差180度。
覆冰状态确定模块803用于根据第一电流值和第二电流值的差值的绝对值，确定叶片的覆冰状态。
图9为本发明另一实施例提供的风力发电机组叶片覆冰检测装置的结构示意图，图9与图8的不同之处在于，图8中的覆冰状态确定模块803可细化为图9中的第一覆冰状态确定单元8031或者第二覆冰状态确定单元8032。
其中，第一覆冰状态确定单元8031用于计算第一电流值和第二电流值的差值的绝对值；若绝对值大于预设差值，则确定叶片的覆冰状态为已覆冰。
第二覆冰状态确定单元8032用于计算第一电流值和第二电流值的差值的绝对值；若绝对值大于预设差值，则获取风力发电机组的所有叶片的变桨电机的温度；若所有叶片的变桨电机的温度全部处于预设温度范围内，则确定叶片的覆冰状态为已覆冰。
其中，预设差值为叶片的覆冰状态为未覆冰时叶片分别旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第三电流值与叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第四电流值的差；
其中，预设温度范围的上限为所有叶片的变桨电机的温度的平均值与第二预设温度的和，预设温度范围的下限为所有叶片的变桨电机的温度的平均值与第二预设温度的差。
需要说明的是，本发明实施例中的风力发电机组叶片覆冰检测装置主要针对单支叶片进行覆冰检测，其可以设置在风力发电机组的主控制器中，从而不需要变更任何硬件，也可以是具有独立运算功能的逻辑器件，此处不进行限定。
本发明实施例还提供一种存储介质，其上存储有程序，程序被处理器执行时实现如上所述的风力发电机组叶片覆冰检测方法。
需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于装置实施例而言，相关之处可以参见方法实施例的说明部分。本发明实施例并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。本领域的技术人员可以在领会本发明实施例的精神之后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明实施例的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
本发明实施例可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本发明实施例的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明实施例的范围之中。
Claims (10)
1.一种风力发电机组叶片覆冰检测方法，其特征在于，包括：
检测风力发电机组所处的环境温度；
获取所述环境温度低于第一预设温度且叶片处于开桨状态时，所述叶片旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第一电流值，以及所述叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第二电流值；
根据所述第一电流值和所述第二电流值的差值的绝对值，确定所述叶片的覆冰状态；所述覆冰状态包括已覆冰以及未覆冰；
其中，所述第一预设方位角和所述第二预设方位角相差180度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电流值和所述第二电流值的差值的绝对值，确定所述叶片的覆冰状态的步骤，包括：
计算所述第一电流值和所述第二电流值的差值的绝对值；
若所述绝对值大于预设差值，则确定所述叶片的覆冰状态为已覆冰；
其中，所述预设差值为所述叶片的覆冰状态为未覆冰时所述叶片分别旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第三电流值与所述叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第四电流值的差。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电流值和所述第二电流值的差值的绝对值，确定所述叶片的覆冰状态的步骤，包括：
计算所述第一电流值和所述第二电流值的差值的绝对值；
若所述绝对值大于预设差值，则获取所述风力发电机组的所有叶片的变桨电机的温度；
若所述所有叶片的变桨电机的温度全部处于预设温度范围内，则确定所述叶片的覆冰状态为已覆冰；
其中，所述预设差值为所述叶片的覆冰状态为未覆冰时所述叶片旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第三电流值与所述叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第四电流值的差；
其中，所述预设温度范围的上限为所述所有叶片的变桨电机的温度的平均值与第二预设温度的和，所述预设温度范围的下限为所述所有叶片的变桨电机的温度的平均值与所述第二预设温度的差。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述确定所述叶片的覆冰状态为已覆冰的步骤之后，所述方法还包括：
生成表示所述叶片的覆冰状态为已覆冰的报警信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述环境温度低于所述第一预设温度时所述叶片处于未开桨状态，则控制所述叶片的变桨电机启动并执行开桨操作。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风力发电机组的机舱上设置有零刻度线，所述零刻度线的延伸方向平行于竖直方向，所述叶片的方位角为所述叶片的延伸方向与所述零刻度线的夹角；
所述第一预设方位角为90度，所述第二预设方位角为270度。
7.一种风力发电机组叶片覆冰检测装置，其特征在于，包括：
环境温度检测模块，用于检测风力发电机组所处的环境温度；
电流获取模块，用于获取所述环境温度低于第一预设温度且叶片处于开桨状态时，所述叶片旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第一电流值，以及所述叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第二电流值；
覆冰状态确定模块，用于根据所述第一电流值和所述第二电流值的差值的绝对值，确定所述叶片的覆冰状态；所述覆冰状态包括已覆冰以及未覆冰；
其中，所述第一预设方位角和所述第二预设方位角相差180度。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述覆冰状态确定模块包括第一覆冰状态确定单元或者第二覆冰状态确定单元；其中，
所述第一覆冰状态确定单元用于，计算所述第一电流值和所述第二电流值的差值的绝对值；若所述绝对值大于预设差值，则确定所述叶片的覆冰状态为已覆冰；
所述第二覆冰状态确定单元用于，计算所述第一电流值和所述第二电流值的差值的绝对值；若所述绝对值大于预设差值，则获取所述风力发电机组的所有叶片的变桨电机的温度；若所述所有叶片的变桨电机的温度全部处于预设温度范围内，则确定所述叶片的覆冰状态为已覆冰；
其中，所述预设差值为所述叶片的覆冰状态为未覆冰时所述叶片分别旋转至第一预设方位角时该叶片的变桨电机的第三电流值与所述叶片旋转至第二预设方位角时该叶片的变桨电机的第四电流值的差；
其中，所述预设温度范围的上限为所述所有叶片的变桨电机的温度的平均值与第二预设温度的和，所述预设温度范围的下限为所述所有叶片的变桨电机的温度的平均值与所述第二预设温度的差。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述装置设置在所述风力发电机组的主控制器中。
10.一种存储介质，其上存储有程序，其中，程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的风力发电机组叶片覆冰检测方法。
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