CN113574272A

CN113574272A - 用于识别在风能设施上积冰的方法

Info

Publication number: CN113574272A
Application number: CN202080020857.3A
Authority: CN
Inventors: 拉尔夫·梅辛; 丹尼尔·森夫特莱本
Original assignee: Wobben Properties GmbH
Current assignee: Wobben Properties GmbH
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2021-10-29
Also published as: US20220186714A1; WO2020182661A1; DE102019106073A1; EP3938651A1

Abstract

本发明涉及一种用于识别在风能设施(100)的转子的转子叶片上积冰的方法，其中所述转子能以可变的转速运行，所述方法包括以下步骤：检测作用到所述转子上的风的风速(V)；检测与所述风速(V)相关的运行变量；将所检测到的所述运行变量或所检测到的风速和所述风能设施(100)的与风速相关的特征性运行变量曲线的参考变量进行比较，其中所述特征性运行变量曲线表示根据所述风速(V)的假定为最佳的运行变量；如果所检测到的所述运行变量或所检测到的所述风速(V)与所述参考变量至少偏离预定的最小偏差，则识别出在所述转子叶片上的积冰，其中根据所述风速来预设所述最小偏差。

Description

用于识别在风能设施上积冰的方法

技术领域

本发明涉及一种用于识别在风能设施的转子的转子叶片上积冰的方法。本发明还涉及一种使用相应的方法的风能设施。

背景技术

风能设施是已知的，所述风能设施从风中产生电功率。为此，所述风能设施使用具有至少一个转子叶片的转子，通常使用具有多个转子叶片的转子，所述转子叶片具有空气动力学翼型并且通过风被驱动。根据设立地点能够引起可能在转子叶片上积冰的气候条件。这种积冰能够改变、通常恶化转子叶片的空气动力学特性。根据设立地点，这种积冰也能够引起冰脱落的风险。

因此，风能设施也在由于环境条件引起在转子叶片上结冰的区域和场所中运行。通常，这种设施构造有叶片加热装置，使得叶片能够被加热，以便能够抑制在转子叶片上的不期望的结冰。为了能够触发叶片的加热，需要尽可能可靠地识别在转子叶片上的冰。

用于识别积冰的一种可行的方法是所谓的功率曲线方法。在功率曲线方法中利用以下情况：在转子叶片上的结冰严重影响转子叶片翼型的空气动力学特性。通常，结冰引起升力系数的恶化并且引起阻力系数的提高，这两者都引起在转子叶片翼型上的升阻比的恶化。所有所提及的效应总体上引起转子叶片的空气动力学功率系数的降低，并且整体上引起设施的功率输出的降低。由此能够识别出积冰。

如果发生从气象学角度来看使结冰成为可能的气候条件，则能够将所测量到的功率用作为在转子叶片上结冰的指示符。所述指示符能够构成为，使得将当前检测到的功率曲线与在环境条件下检测到的参考功率曲线进行比较，其中能够安全地排除结冰。如果当前检测到的功率曲线在允许结冰的环境条件下与参考功率曲线偏离限定的阈值，则假定在转子叶片上结冰并且启动措施，例如停止设施并且启动加热操作，以便能够对积聚在转子叶片上的冰进行解冻。

这种方法例如在专利US 7857586中描述。

但是，停止设施和启动加热操作都代表对设施的运行相当大的干预，并且会引起相当大的功率损失。应尽可能避免错误识别积冰，在这种情况下假定积冰并且启动所提及的措施，尽管实际上没有发生结冰。但是另一方面当实际上存在积冰时，应启动所提及的措施。因此，在任何情况下自识别到积冰起响应阈值的提高都不是完全期望的，因为这样就不会识别到一些积冰。

此外要注意的是，积冰的标准可能会变化，例如与具体的风能设施或具体的设立地点相关地变化。这附加地能够引起：所提及的方法可能引起错误估计。

德国专利商标局在关于本申请的优先权申请中检索到以下现有技术：US 7 857586 B2、EP 3 421 784 A1、WO 2011/131 522 A2。

发明内容

因此，本发明所基于的目的是，解决上述问题中的至少一个。尤其应提出用于识别积冰的解决方案，所述解决方案是尽可能可靠的，尤其与至今的方法相比是更可靠的。至少应关于至今已知的方法提出一种替选的解决方案。

根据本发明，提出一种根据权利要求1所述的方法。据此，从风能设施的空气动力学转子出发，所述空气动力学转子具有至少一个转子叶片，尤其三个转子叶片。风能设施是以可变的转速运行转子的风能设施。风能设施因此是转速可变的风能设施类型。

为此提出，检测作用到转子上的风的风速。为此例如能够使用吊舱风速计，或者例如使用基于雷达的测量系统或基于激光器的测量系统，如所谓的LIDAR。

然后检测与风速相关的运行变量，所述运行变量即在风能设施运行时从风速中产生。当风还很弱并且没有产生额定功率时，这特别是能够是在部分负荷运行中由风能设施产生的功率。风速越大，则风能设施在部分负荷运行中产生的功率就越大，进而与风速相关的运行变量就越大。

在满负荷运行中，如果风速足够高，尤其是如果风速达到额定风速或者高于额定风速，则风能设施的所产生的功率基本上不再与风速相关，因为在该情况下，所产生的功率通常被调节到额定功率或另一预设的值上。这通过调节转子叶片进行。风越强，则风速就越高，转子叶片在风中就越强地转动。相应地，叶片角度与风速相关并且形成与风速相关的运行变量。

但是还考虑其它运行变量，例如扭矩或转速。

然后将该所检测到的运行变量和与风速相关的特征性运行变量曲线的参考变量进行比较。特征性运行变量曲线是根据风速的假定为最佳的运行变量。特别是在设计风能设施时，进行了广泛的初步研究，并且在此也能够例如通过模拟预定相应的运行变量根据风速的变化曲线，即所述运行变量例如是所产生的输出功率或转子叶片角度。因为符合目的地尽可能最佳地设计风能设施，所以如基于设计所期望的那样，将运行变量根据风速的该变化曲线假定为运行变量的最佳的变化曲线。在这种方法中，这是否实际上代表最佳的变化曲线——如果重要的话——具有较小的意义。但是实际上通常情况是：在风能设施运行期间，运行变量实际上在相应的风速下产生，所述运行变量也通过特征性运行变量曲线预测或确定。然而，这以下述情况为前提条件：风能设施也能够基本上无干扰和损害地运行。

现在提出，如果所检测到的运行变量与参考变量偏离至少预定的最小偏差，则识别出在转子叶片上的积冰。在理想情况下，因此，所检测到的运行变量不会偏离参考变量，即不会偏离用于预测风速的运行变量。但是，如果风能设施出现干扰或损坏，则可能会出现偏差。积冰在此是一种可能的干扰，并且关于转子叶片空气动力学翼型的变化方面，能够将积冰假定为该叶片翼型的，即转子叶片的空气动力学的最大的实际变化。因此，这种积冰会引起所检测到的运行变量与参考变量的偏差，进而能够从这种偏差中推断出：存在积冰。但是，为此必须达到预定的最小偏差。能够在模拟时预先识别出这种预定的最小偏差应有多大。但是，也考虑的是，在比较设施或在类似的测试设施中积攒经验。但是，通常，积冰的类型也是众所周知的，并且然后能够从中以计算的方式确定：将偏差至少要假定为多大。因此也能够检测预定的最小偏差。

替选地提出，代替将所检测到的运行变量与参考变量、即运行变量的参考值进行比较，将相应检测到的风速与下述风速值进行比较，所述风速值通过与风速相关的特征性运行变量曲线而与所检测到的运行变量相关联。通过与风速相关的特征性运行变量曲线与所检测到的运行变量相关联的该风速于是形成参考变量。代替运行变量，因此，将相关联的风速进行比较。在此，预定的最小偏差于是也用作为当然被相应地选择的基础。因此，在比较运行变量时，预定的最小偏差与在比较相关联的风速时不同。

然而，现在已经认识到，这种偏差，无论现在是在比较运行变量时还是在比较相关联的风速时，都能够由于积冰而与风速相关。因此提出，根据风速来预设最小偏差，即预定的最小偏差。首先因此认识到：确定唯一的最小偏差并以此为基础是不够的，而是在确定最小偏差时还必须区分风速。然后在确定最小偏差时执行这种区分，并且将结果预设为根据风速的最小偏差。

特别是，这能够进行为：以偏差曲线的形式根据风速来预设最小偏差。因此，最小偏差在风速上不是恒定的。借此特别是还能够避免对积冰的错误估计，因为通过附加地考虑风速不仅检测到运行变量，而且还专门对于所涉及的风速确定了偏差标准。相应地也为每种情况使用适合的最小偏差。

因此根据一个实施形式提出，将由风能设施从风中产生的输出功率被检测为运行变量。此外或替选地，能够检测设定用于限制输出功率的叶片角度作为运行变量。这两者也能够组合，其方式为：使用在部分负荷运行时产生的输出功率和在满负荷运行时设定的叶片角度。

为了将所检测到的运行变量与参考变量进行比较，即为了评估，因此，根据一个实施形式，将所检测到的输出功率与风能设施的特征性运行功率曲线的参考功率进行比较。特征性运行功率曲线表示根据风速的假定的最大输出功率。因此，其表示在所涉及的风速下最大能够达到的功率输出值。然后将检测到的输出功率与其进行比较。

根据一个实施形式，转子转速能够用作为运行变量。特别是提出，对于该实施形式和其它涉及将输出功率考虑为要被考虑用于识别积冰的运行变量的实施形式，替选地和根据意义使用转子转速来代替输出功率作为运行变量。此外，代替输出功率，通常也能够考虑风能设施的其它类似的功率，尤其是发电机功率。

因此优选地提出，检测由风能设施设定的转子转速作为运行变量，并且为了将检测到的运行变量或检测到的风速与参考变量进行比较，将检测到的转子转速与风能设施的特征性转速曲线的参考转速进行比较，或者将检测到的风速和经由特征性转速曲线与所检测到的转子转速相关联的风速进行比较，其中特征性转速曲线表明根据风速假定为最大的转子转速，并且如果所检测到的转子转速与参考转速至少偏离预定的最小偏差转速，或者所检测到的风速和与所检测到的转子转速相关联的风速偏离预定的最小偏差速度，则识别出在转子叶片上积冰，其中最小偏差转速根据风速来预设。

特别是，对于满负荷运行提出，考虑设定的叶片角度，并且相应地在将设定的叶片角度用作为用于与参考变量进行比较的运行变量时，将检测到的叶片角度的参考变量与风能设施的特征性的叶片调节曲线的参考角度进行比较。特征性叶片角度曲线表示根据风速假定为最佳的叶片角度。因此，特征性叶片角度曲线表示叶片角度根据风速的变化曲线。因此，每个风速，至少在满负荷运行时，能够与下述叶片角度相关联，在风能设施在所涉及的风速下运行时通常出现该叶片角度。

在考虑功率时，当所检测到的输出功率与参考功率至少偏离预定的最小偏差功率时，才识别出在转子叶片上积冰。然后，所检测到的输出功率比在该风速下期望的输出功率小得多，使得假定积冰。

对于所检测到的叶片角度进行为，使得检查该叶片角度：其是否与参考角度至少偏离预定的最小偏差角度。如果存在这种大的偏差，则假定积冰。

在此，也能够替选地分别考虑相关联的风速。在使用特征性运行功率曲线时，因此检测输出功率并且经由特征性运行功率曲线确定相关联的风速，又再将所检测到的风速与该相关联的风速进行比较。比较度量则是预定的最小偏差速度，并且如果数值上达到或超过该最小偏差速度，则假定积冰。

即使在使用特征性叶片角度曲线时，也能够替选地分别考虑相关联的风速。因此检测叶片角度并且经由特征性叶片角度曲线确定相关联的风速，又再将所检测到的风速与该相关联的风速进行比较。然后，比较量度再次是预定的最小偏差速度，并且如果数值上达到或超过该最小偏差速度，则假定积冰。

相应地，在这种情况下，最小偏差功率、最小偏差角度或最小偏差速度根据风速来预设。因此，在识别到积冰之前所检测到的输出功率与参考功率偏离的偏差大小是可变的，并且根据风速来预设。同样内容适用于最小偏差角度，该最小偏差角度同样根据风速来预设，进而也对于在检测到的角度与对于相应的风速期望的角度之间的偏差提出可变的公差。这些考虑也根据意义涉及下述替选方案，其中考虑和预设最小偏差速度，因为它们基于相同的两个特征性曲线。在此，考虑风速是有利的，因为相对于所检测的变量，最小偏差风速能够大于最小偏差功率或最小偏差角度。

根据一个实施形式提出，对于低于额定风速的风速，由风能设施从风中产生的输出功率被检测为运行变量。因此，所产生的输出功率在部分负荷运行中用作为要检测的、从而用于识别积冰的运行变量。

对于高于额定风速的风速提出，将设定用于限制输出功率的叶片角度检测为运行变量，并且作为用于识别积冰的标准的基础。可选地提出，风能设施具有运行控制装置，所述运行控制装置提供从部分负荷运行到满负荷运行的过渡区域。该过渡区域的特征能够在于第一和第二切换风速。第一切换风速低于额定风速，例如低于额定风速每秒一米或每秒两米。第二切换风速优选高于额定风速，例如高出至少每秒一米(m/s)或高出至少每秒两米(m/s)。

如果风能设施现在处于该过渡区域中，也就是说因为风速处于该过渡区域中，因此提出组合式控制，其中转子叶片已经略微在风中转动，但是输出功率还没有达到额定功率，进而尽管叶片角度轻微变化，但是仍基于转速功率曲线来控制风能设施。

还为其余的部分负荷运行提供了基于转速功率特性曲线的控制。替选地，也可以使用转速扭矩特性曲线。在基于转速功率特性曲线进行控制的情况下，预设转速功率特性曲线，所述转速功率特性曲线预设在转速和功率之间设定的关系。在运行中，分别检测设定的转速，并且根据转速功率特性曲线设定相关的输出功率。设定输出功率还会引起发电机的电磁扭矩，所述电磁扭矩与通过作用到转子叶片上的风引起的机械扭矩相反。如果这两个扭矩相同，则风能设施，即其转子以恒定的转速转动。但是，如果例如机械扭矩较大，则这会引起转子的加速，使得转子的转速提高，并且然后根据转速功率特性曲线设定新的功率。这一直持续直至设定稳定的工作点。

在过渡区域中也能够保留这种基于转速功率特性曲线对风能设施进行控制，但是其中转子叶片已经在其叶片角度方面进行了调节，即特别是在风中转动，至少以很小的值例如1°到5°范围中的数值，或者1°至10°范围中的数值进行调节。

相应地提出，对于这种过渡区域，即对于在第一切换风速和第二切换风速之间的风速，所产生的输出功率和所设定的叶片角度应分别被检测为运行变量。如果所检测到的输出功率对于参考功率至少偏离预定的最小偏差功率，或者所检测到的叶片角度与参考角度至少偏离预定的最小偏差角度，则假定积冰。就此而言，这两个标准之一足以假定积冰。

但是也能够考虑同时监控这两个标准。优选地，在此提出，如果符合这些标准之一，则假定积冰。优选地，在选择预定的最小偏差时考虑在过渡区域中的这种特殊情况。例如，预定的最小偏差功率和预定的最小偏差角度都能够具有比当这两个所检测到的变量中的仅一个作为运行变量被监控时更小的值。

在此特别是基于以下认知：在过渡区域中在风速下发生积冰的情况下，设定工作点，该工作点在所产生的输出功率和关于设定的叶片角度方面不对应于在不受影响的情况下、即在没有积冰的情况下预先计算出的工作点。然后能够在实际检测到的输出功率和实际检测到的设定的叶片角度处读取积冰。

对于所有这些变型方案也能够考虑，当所检测到的风速与所检测到的输出功率或与所检测到的叶片角度相关联的风速偏离预定的最小偏差速度时，也可能识别出积冰。然后间接地使用运行变量的，即输出功率或叶片角度的偏差，即经由考虑在所检测到的风速和与所检测到的运行变量(输出功率或叶片角度)相关联的风速之间的偏差。在综合考虑这两个运行变量时，也能够比较风速。然后对于这两个运行变量中的每一个分别存在风速偏差，并且能够相应地综合考虑这两个偏差，尤其是加权相加并且与适合于其的预定的最小偏差进行比较，以便能够识别积冰与否。

根据一个实施形式提出，将特征性叶片角度曲线根据暂时预设的减小的运行极限，尤其是减小的功率极限和/或减小的转速极限来预设。因此提供一种解决方案，其中风能设施在减小的运行中工作，尤其是在节流的运行中工作，其中特别是由于外部规定，风能设施暂时尤其不允许输出比节流功率更多的功率，所述节流功率小于风能设施的额定功率，并且尤其必须输出比从风中提供的更少的功率，和/或所述风能设施必须以相对于额定转速减小的转速运行。例如，风能设施馈电到其中的供电网络的电网运营商的规定可能引起功率降低。噪声保护规定可能是降低转速和/或功率的原因。对于这种具有减小的运行极限的运行提出，预设自身的特征性叶片角度曲线。

为此，可选地提出，预定的最小偏差角度同样根据暂时预设的减小的功率极限来预设。因此，关于这种暂时减小的功率的运行，能够通过相应地调整监控标准来有针对性地实现积冰。

根据另一设计方案提出，经由与风速相关的偏差曲线来预设最小偏差。偏差曲线在此表示运行变量根据风速的变化曲线，并且偏差曲线分别以最小偏差偏离运行变量曲线。如果最小偏差涉及在运行变量和参考运行变量之间的偏差，则其也能够称为最小运行偏差，并且对于该情况，偏差曲线比运行变量曲线小最小运行偏差。

如果最小偏差涉及在所检测到的风速和与所检测到的运行变量相关联的风速之间的偏差，则其也能够称为最小速度偏差，并且对于这种情况，偏差曲线比运行变量曲线大最小速度偏差。

在恒定的最小偏差的情况下，因此，偏差曲线相对于运行变量曲线会发生移位。但是，因为最小偏差与风速相关并且在此与风速相关而不是恒定的，所以在运行变量曲线和偏差曲线之间存在变化的间距。

根据一个实施形式提出，偏差曲线优选不以恒定的风速值相对于运行变量曲线移位，和/或偏差曲线与运行变量曲线偏离不同大小的风速值。特别是认识到，偏差曲线相对于运行变量曲线的恒定的移位，在运行变量偏差和积冰之间的识别到的与风速相关的关系通过这种恒定的移位而很差或者甚至错误地考虑。因此提出，不进行这种移位，而是代替于此关于风速方面在偏差曲线和运行变量曲线之间使用不同大小的间距。

根据另一实施形式提出，预定的最小偏差功率或最小偏差速度根据所考虑的情况随着风速的增加而增加。这涉及部分负荷运行并且在该处提出，预定的最小偏差功率随着风速的增加而不断增加。尤其提出，预定的最小偏差功率自第一初始风速或风速相关阈值起增加和/或连续地增加。

可选地提出，检测所检测到的风速和与所检测到的输出功率相关联的风速之间的偏差，并且为此考虑预定的最小偏差速度，而不是最小偏差功率，并且根据意义类似于最小偏差功率进行处理。

特别是认识到，在低风速下，即使所检测到的输出功率与预定的输出功率的轻微偏差也已经能够显示积冰。特别是认识到，在低风速下，积冰只会引起小的功率损失。同时认识到，在低风速下，也能够相对可靠地规定较低的预定的最小偏差功率，因为认识到：为此具有高精度的有意义的风速测量同样是良好可行的，因为在低风速下预计会减少湍流，这提高了测量精度。优选地，在非常低的风速的情况下，尤其是低于4m/s或5m/s，提出提高的最小偏差。

因此，在较高的风速的情况下提出，预设较高的最小偏差功率。这种高的最小偏差功率也在高的风速下实现，特别是在额定风速附近实现，并且同时这种较大的偏差不准确性能够通过风速的不准确的测量来补偿。

此外提出，预定的最小偏差角度首先随着风速的增加而减小，尤其是当风能设施在未减小的运行中工作时如此。如果风能设施在其运行中仅小程度地减少，类似的内容也同样适用。好的，能够保持不变。在此特别是认识到，在未减小的情况下，功率的调整仅在相对高的风速下进行，即在额定风速下，这能够位于每秒12米的范围内。同时，在此，在不减小的、即不节流的运行中存在相应高的功率，即额定功率。

在满负荷运行开始时的该运行点就此而言代表最佳的运行点。在此即为，在考虑风能设施的设计极限的情况下，从风中获得最大功率。因此，积冰引起非常强的影响，使得在一方面有积冰和另一方面没有积冰的情况下，产生叶片角度的大的偏差。随着风速的增加，叶片会进一步在风中转动，以便从风中获取的功率不会上升超过额定功率。在此，随着变强的风，转子叶片的空气动力学效率越来越低，并且这正是在风速增加的情况下调节转子叶片的原因，使得它们以更低的效率工作，以便能够从风中获取比可行的更少的能量。已经认识到，在这种情况下，随着风速的增加，由于积冰而引起的附加的空气动力学恶化不太显著。因此提出，较小地选择预定的最小偏差角度。

但是，同时也认识到，在以减小的功率运行中设定不同的关系，只要至少存在显著的减小。在这种情况下，在风中调节转子叶片在较低的风速下，例如在8米每秒(m/s)的范围内的风速下已经进行。在此也存在较低的转速。未达到所描述的功率最佳的点，进而由于冰沉积而引起的空气动力学效率恶化在开始时不太明显。

在此，积冰的影响甚至会随着风速的增加而增加。在此认识到，在与在相同风速下的无节流的满负荷运行相比的情况下，存在其它叶片角度。这又引起风不同程度地作用在转子叶片上。这也能够表示：风在转子叶片的关于转子半径的不同的区域处其作用。这会引起：在叶片角度上的积冰更加明显。还认识到，在减小的情况下，在更高的风速下，积冰对叶片角度的影响再次降低，并且然后会出现上述用于满负荷运行的效应。

因此提出，当风能设施在减小的运行中工作时，预定的最小偏差角度随着风速的增加而增加，其中输出功率减小为风能设施的设施额定功率的功率值的50％或更小，尤其是低于风能设施的设施额定功率的40％。因此，对于在功率输出方面显著减小或受限的运行提出，预定的最小偏差角度随着风速的增加而增加。

可选地提出，检测所检测到的风速和与所检测到的叶片角度相关联的风速之间的偏差，并且为此考虑预定的最小偏差速度来代替最小偏差角度，并且根据意义类似于最小偏差角度处理。

优选地，风能设施借助于转速功率特性曲线运行，其中所述风能设施的输出功率根据所检测到的转子转速进行调节。特别是，所提出的积冰识别基于这种运行。在借助于转速功率特性曲线的这种运行中，根据这种特性曲线，分别根据存在的转速设定功率。这种转速功率特性曲线通常具有严格单调递增的变化曲线，并且就此而言，根据该转速变化曲线设定功率，直至出现稳定的工作点。当风能设施工作时，该工作点提供关于风速的信息，并且当转子叶片的空气动力学受到积冰干扰时，则会出现另一工作点。所提出的结冰识别基于该认知，进而提出：借助于转速功率特性曲线来运行风能设施。应注意的是，这特别是涉及部分负荷运行，因为一旦达到额定转速，就不能再使用这种特性曲线。

替选地，代替转速功率特性曲线，也能够使用转速扭矩特性曲线。原理非常相似，据此预设转速扭矩特性曲线，并且分别根据所设定的转速来设定扭矩。然后沿着转速扭矩特性曲线跟踪工作点，直至产生稳定的工作点。结果，扭矩也会影响输出功率，并且就此而言，使用转速功率特性曲线的运行与使用转速扭矩特性曲线的运行等效。

根据一个设计方案提出，仅当所检测到的外部温度低于预定的最高温度时，才识别出在转子叶片上的积冰。为此优选提出，根据风速预设预定的最高温度。特别是认识到，有意义的是，附加地监控温度。在明显高于冰点的温度下，预计不会有积冰。但是，附加地认识到，该预定的最高温度并不完全处于冰点，而是常常比冰点高约1至2开尔文。这与以下内容相关：积冰还取决于：潮湿空气如何分别围绕转子叶片流动。在此还认识到，该预定的最高温度与风速相关，其中低于该预定的最高温度应首先检查积冰。因此提出，将该预定的最高温度根据风速来预设。尤其提出，在较低的风速下的预定的最高温度低于在较高的风速下的预定的最高温度。优选地，在风速低于额定风速的情况下，将冰点预设为预定的最高温度，并且在风速自额定风速起的情况下，预设高出两个开尔文的值。

优选地还检查：所检测到的外部温度是否高于预定的最低温度，该最低温度低于预定的最高温度。在此认识到，在尤其是低于冰点10开尔文或更多的非常低的温度下，同样不再预期积冰，因为在这种低的温度下，空气通常非常干燥，使得不出现积冰。因此提出，将这用作为另外的测试标准。优选地，根据存在的风速来选择预定的最低温度。

优选地，在风能设施运行时适配特征性运行变量曲线。这基于以下构思：永远无法准确预测风能设施的特性。例如，可能存在制造公差，并且变化特别是也与设立地点相关。同样可能发生的是，例如由于转子叶片的轻微污染和/或腐蚀，风能设施的特性也会随着时间而改变。然后会产生下述问题：用于识别积冰的标准变得不准确或偏移。特别是预设偏差曲线是成问题的，因为偏差曲线可能不再适合于风能设施在其设立地点处的实际情况或实际状态。

但是认识到，该偏差曲线或最小偏差在运行过程中很难适配。特别是在运行过程中很难检查：在哪些偏差的情况下实际上出现积冰。这特别是因为：积冰情况可能不会经常出现。但是，已经认识到，代替于此，能够在风能设施运行时检测和适配特征性运行变量曲线。特别是在明显高于冰点的温度下能够假定：不存在积冰，进而运行变量曲线的偏差必须反映正常运行。因此，连续观察运行变量并且与同样连续被监控的风速进行比较能够实现在风能设施运行时以简单的方式和方法适配特征性运行变量曲线。如果现在基于此应用最小偏差，即应用于新的、适配的运行变量曲线，因此也产生用于识别积冰的改进的基础。然后也能够基于优选提出的适配的运行变量曲线来调整偏差曲线。

此外或替选地提出，在风能设施运行时针对特征性运行变量曲线检测运行偏差，所述运行偏差表示所检测到的运行变量与根据特征性运行变量曲线的运行变量相比的偏差。换言之，记录围绕特征性的进而理想的曲线的运行变量的正常分散。在此必须注意：仅记录那些不能归因于积冰的分散，即所检测到的偏差。这特别是能够如下来确保：如果能够排除积冰，则仅在相应的高温下记录这种偏差。

为此于是提出，最小偏差分别选择为，使得其大于相应的运行偏差。最小偏差根据风速来预设，进而在此还提出，分别在不同的风速下选择最小偏差，使得其在相关的风速下大于相关的风速下的相应的运行偏差。优选地，对最小偏差的这种预设或最小偏差根据风速的改变能够以风速增量进行，例如每1米每秒(m/s)。如果将对于每个风速的最小偏差选择为大于所检测到的偏差，尤其是仅略大，则能够由此预设非常好的并且同时适配的用于识别积冰的标准，使得此外也关于偏差的大小考虑不同的风速。

尤其在此将偏差曲线选择或改变为，使得具有运行偏差的运行变量曲线不低于或根据正负号高于偏差曲线。运行变量曲线因此能够被视为下述曲线，所检测到的偏差作为分散值围绕该曲线存在。在理想情况下，偏差曲线然后沿着外部的分散值设置，以便清楚地对其进行表达。因此，结果，偏差曲线也能够进行适配，而无需等待用于适配的许多积冰。

优选提出，检测运行偏差作为标准偏差，并且此外或替选地，将运行偏差概括为偏差带，并且将偏差曲线选择和/或改变为，使得所述偏差曲线关于运行变量的值低于偏差带，和/或使得在风能设施运行时适配相应的最小偏差或偏差曲线，尤其是根据适配后的特征性运行功率曲线和/或根据所检测到的运行偏差进行适配。如上所述，所检测到的偏差因此被记录，并且能够用于评估或重新定义用于识别积冰的评估标准。特别是在将输出功率考虑为运行变量时，偏差曲线，即相应的偏差功率曲线低于运行曲线。如果将设定为用于限制输出功率的叶片角度用作为运行变量并且叶片角度基本上定义为，使得转子叶片在部分负荷运行中的正常运行位置大约在0度或几度的范围内，并且在旗标位置中的叶片角度大约为90度的值。

根据一个实施形式提出，根据风能设施的环境温度来预设相应的最小偏差或偏差曲线。为此认识到，外部温度特别是会对冰在转子叶片上的积聚速度产生影响。这又会影响冰如何积聚在转子叶片上，即这种积冰如何生长，这会对工作点产生影响。

根据一个实施形式提出，除了风速之外，相应的最小偏差或偏差曲线还与作用到转子上的风的至少一个另外的特性相关。这些特性包括风的湍流强度、风的竖直剪切力、风的水平剪切力、风向和关于高度的风向变化。因此，这些风特性中的至少一个附加地被考虑用于预设最小偏差或偏差曲线。

在此认识到，预定的最小偏差不仅必须与风速相关，自该最小偏差起能够推断出积冰。在此特别是认识到，风速的影响也可能与其它风标准相关。因此，例如，结冰对层流的影响与对湍流的影响不同，即使在风速相同的情况下也如此。同样内容在风的剪切力的情况下适用，无论是竖直的还是水平的。在这种情况下，风在不同的位置中不同程度地作用在转子或所涉及的转子叶片上，进而积冰的影响也具有不同的作用。同样内容适用于风向以及风向的改变。特别是风向也会与所在地相关地产生影响，特别是如果已知：通常能够从不同的风向期待不同湿度的空气。

风的所提及的特性也能够称为风场参数，并且就此而言提出：将相应的最小偏差或偏差曲线根据至少一个风场参数来预设。特别是提出，作用到转子上的风的这些特性形成风场参数，并且风根据这些风场参数中的至少一些进行分类以及根据该分类预定最小偏差。在此特别是认识到，不需要专门考虑作用到转子上的风的各个特性，更确切地说，一般分类就足够了。例如，分类能够进行为，使得基于风场参数将风分类为特别均匀、较小均匀、略不均匀和非常不均匀。根据这种均匀性，这只是风场分类的一种可能性，然后能够预定最小偏差。

特别是，为此能够确定风能设施中的这些参数，例如借助基于吊舱的LIDAR测量系统来确定。

为了在这种风场分类或基于风场参数的分类与运行变量偏差之间建立关联性，一旦在转子叶片上发生冰识别，就可以借助在此测量到的风场参数与在无冰状态下具有相同的风场分类的情况下的相应的情况进行比较。为此，因此，对于不同的风场分类，即风场参数的不同分类，记录风能设施的相应的数据并且将其与相应的风场分类一起存储。特别是，记录和存储相应的运行变量。就此而言也能够称为历史数据的这些数据然后能够在识别到积冰的情况下进行比较，进而特别是能够对于相应的风场分类对比在无冰运行和具有积冰的运行之间的差异。因此，偏差也能够分别作为用于积冰的标准来记录。如果因此超过以该方式和方法确定的最小偏差，则推断出积冰。通过分类，风场参数的影响或者对风场参数的影响的专门考虑能够减少到很小的程度，特别是减少到最小程度。

根据一个实施形式提出，相应的最小偏差或偏差曲线与转子叶片的叶片翼型相关，或者与转子的多个转子叶片的叶片翼型相关，然而它们在转子或风能设施中应是全部相同的。在此特别是认识到，转子叶片的特别是体现在叶片翼型中的设计对下述内容具有影响：积冰对风能设施运行的影响有多大。因此对于下述内容具有影响：由于积冰，其期望何种最小偏差。

风能设施的转子叶片在其叶片翼型方面从叶根到叶尖变化，但是在大多数情况下仍能够假定对于叶片表征性的、例如中间的叶片翼型。优选提出，最小偏差或偏差曲线的所提及的相关性涉及根据在转子半径的即从转动轴线直至叶片尖端的50％至95％的位置处的翼型剖面的叶片翼型。优选地，其涉及在转子半径的80％至95％处，尤其在转子半径的90％处的叶片翼型。

特别是在此提出，进行预先研究，所述预先研究也作为模拟执行。在此特别是提出，在模拟中记录用于不同的转子叶片的最小偏差或偏差曲线，从而记录用于不同的叶片翼型的最小偏差或偏差曲线。

根据一个设计方案提出，为了识别积冰，在预设的检查时间段内多次检查：所检测到的运行变量是否与参考值至少偏离预定的最小偏差，并且仅当测试多次为肯定时，尤其是在预设的检查时间段内主要为肯定时，才假定积冰。借此能够防止：特别是错误测量，例如在测量风速时，引起超出最小偏差，并且然后假定结冰，尽管实际上不存在积冰。换言之，避免了积冰的错误警报或错误识别。为此，因此提出，在预设的检查时间段内进行的测量持续地引起存在积冰的结果。至少应在预设的检查时间段内至少达到两次最小偏差，所述检查时间段例如能够位于5秒至1分钟的范围内。优选地，该最小偏差应在整个检查时间段期间达到，进而考虑：如果在肯定的测试之后是否定的测试，则第一肯定的测试再次被丢弃，并且然后将下一肯定的测试视为第一值。一种可能性是：在检查时间段内发生的最少数量的肯定的测试必须多于否定的测试的数量。

根据一个设计方案提出，从较低的风速范围考虑三个大小相等的部段，所述风速范围从风能设施启动时的启动风速，或者从风速相关阈值延伸直至额定风速，其中风速相关阈值表示高于启动风速的风速并且尤其具有直至4m/s或5m/s的值。因此，这三个部段中的每一个都形成了较低的风速范围的三分之一。其中第一风速部段从启动风速延伸至第一部段风速。第二风速部段从第一部段风速延伸至第二部段风速。因此，第二风速部段形成较低的风速范围的中部的三分之一。最后，第三风速部段从第二部段风速延伸至额定风速。因此，第三风速部段形成较低的风速范围的最后的或上部的三分之一。

对于这三个风速部段提出如下内容。即提出：在三个风速部段中的每一个中的最小偏差随着风速的提升而增加，并且此外随着风速的提升，最小偏差从第一风速部段直至第三风速部段连续地增加。因此，对于所提到的三个部段内的区域以及对于从第一至第三风速部段的跨越区域提出，最小偏差随着风速的提升而增加。

因此，对于最小偏差而言，对于整个部分负荷运行提出非常具体的、基本上持续的增加，必要时，其仅从风速相关阈值开始，其中风速相关阈值能够具有直至5m/s，优选直至4m/s的值。在此，特别是认识到并且通过建议实施：指示积冰的最小偏差持续和连续地增加，并且尤其也随着风速的增加而显著地增加，不仅对于小的范围。在也能够同义地称为部分负荷范围的部分负荷运行时的这种增加，特别是为此提出：将风能设施从风中产生的输出功率检测为运行变量，进而最小偏差涉及相对于参考功率的偏差。因此，从中推导出积冰的功率偏差随着风速的提升而连续且显著地基本上在整个部分负荷运行内提高。

此外或替选地提出，除了在三个风速部段中的每一个中的最小偏差随着风速提升而增加之外，第三风速部段的平均最小偏差高于第二风速部段的平均最小偏差至少50％，而第二风速部段的平均最小偏差高于第一风速部段的平均最小偏差至少50％。至少应存在这两个标准之一。

但是，如果优选存在这两个标准，则第三风速部段的平均最小偏差是第一风速部段的平均最小偏差的两倍以上。因此，在部分负荷运行中，最小偏差随着风速的增加而显著提升。这也优选涉及下述情况：由风能设施产生的输出功率被考虑为运行变量，并且相应地最小偏差涉及输出功率相对于参考功率的偏差。但是，在此特别是考虑，作为运行变量涉及风能设施的扭矩、特别是发电机扭矩，并且最小偏差相应地涉及该扭矩或发电机扭矩与参考扭矩的偏差。

根据本发明还提出一种风能设施，并且这种风能设施具有带有至少一个转子叶片的转子，并且转子能够以可变的转速运行。该风能设施包括控制单元，所述控制单元准备为用于，能够识别在至少一个转子叶片上的积冰。风能设施和尤其是控制单元尤其准备为用于，能够执行根据上述至少一个实施形式所述的方法。

风能设施还具有用于检测作用到转子上的风的风速的风测量装置。这能够是吊舱风速计或LIDAR测量设备，仅举两个示例。也能够考虑，存在多个风测量装置，以便能够确保测量冗余。优选地，能够使用多个风测量装置，以便能够提高测量精度。

此外，设有检测装置，所述检测装置检测与风速相关的运行变量。所述运行变量特别是能够是输出功率或叶片角度。检测能够进行为，使得在风能设施的控制计算机中，尤其在控制单元中，已经存在关于期望的运行变量的信息或信号，并且检测装置仅调用该信息并且对其进行进一步处理。检测装置在此也能够是控制单元的一部分。

此外设有比较器，以便能够将所检测到的运行变量或所检测到的风速与风能设施的与风速相关的特征性运行变量曲线的参考变量进行比较。该比较器能够是检测装置的一部分，和/或所述比较器能够是控制单元的一部分。特征性运行变量曲线例如能够是与风速相关的功率曲线和/或与风速相关的叶片角度曲线。

此外设有评估单元，所述评估单元准备为用于，当所检测到的运行变量或所检测到的风速与参考变量至少偏离预定的最小偏差时，能够识别在转子叶片上的积冰。评估单元能够是自身的过程计算机，也能够是控制单元、检测装置和/或比较器的一部分。

此外还设有预设单元，所述预设单元准备为用于，根据风速预设最小偏差。为此，所述预设单元获得风速值，其特别是从风测量装置获得，或者从下游的估算装置获得，并且根据其预设最小偏差。预设单元也能够是上述装置之一的一部分，尤其是控制单元的一部分。预设最小偏差也能够在于，保存与风速相关的偏差曲线，当评估单元检查：所检测到的运行变量是否与参考变量至少偏离预定的最小偏差时，评估单元访问该偏差曲线。如果运行变量达到或低于偏差曲线，这于是会是这种情况。

附图说明

下面，现在借助实施形式参考附图示例性地详细阐述本发明。

图1示出风能设施的立体视图。

图2示出一个图表，其中示出在正常运行和具有积冰的运行之间的运行变量的偏差。

图3示出类似于图2的图表，然而所述图表用于在功率方面受限的运行。

图4示出具有运行变量的与风速相关的变化曲线连同所提出的最小偏差或相关的偏差曲线的图表。

图5示意性地示出用于确定偏差曲线的框图。

图6示出用于基于风分类识别积冰的变型方案的框图

具体实施方式

图1示出具有塔102和吊舱104的风能设施100。在吊舱104上设置有具有三个转子叶片108和导流罩110的转子106。转子106在运行中被风置于转动运动中，进而驱动在吊舱104中的发电机。

图2以图表示出所检测到的风速和与所检测到的运行变量相关联的风速的偏差Δ的变化曲线，并且根据风速V示出因此被称为风速偏差的偏差。风速V在此以单位m/s绘制在横坐标上。偏差Δ被归一化为偏差程度。在额定风速V_N下的偏差能够用作为用于归一化的偏差程度。以及认识到，在正常运行和具有积冰的运行之间的这种风速偏差与风速相关，进而为此进行了进一步的研究。在模拟中，将在没有积冰的运行中的运行变量与在具有积冰的运行中的相同的运行变量分别进行比较，并且根据风速考虑对于相关联的风速产生的偏差。这种结果在图2中示出。在此，图2示出在从启动风速V_A至额定风速V_N的部分负荷运行中在不受干扰的运行和具有积冰的运行之间与所检测到的输出功率相关联的风速的偏差，其在此被称为与输出功率相关联的风速偏差Δ_P。图2的视图，同样适用于图3，在此示出相应的偏差的数值方面的变化曲线。

能够识别出，在启动风速V_A，在此约为2m/s的情况下，风速偏差Δ_P具有大约0.1的相对低的值。直至额定风速V_N，与输出功率相关联的该风速偏差Δ_P大约提升到值1。从中推导出如下构思：同样允许从启动风速V_A至额定风速V_N将最小偏差提高，其中最小偏差在数值方面应分别略小于与输出功率相关联的所示出的风速偏差Δ_P。

大致在额定风速V_N下，风能设施以额定功率运行，并且然后随着风速进一步提升，转子叶片逐渐进一步在风中转动。因此，自额定风速V_N起，作为用于识别积冰的运行变量考虑叶片角度。图2为此示出与叶片角度相关联的风速偏差，所述风速偏差在此称为对于没有积冰和具有积冰的运行与叶片角度相关联的风速偏差Δ_α。在此也在数值方面示出偏差。在此，因此也发现：与在正常运行和具有积冰的运行之间的叶片角度相关联的风速偏差Δ_α与风速相关。在此发现：相关性是，与叶片角度相关联的风速偏差Δ_α随着风速的增加而基本上减小。从中推导出以下规则：同样根据风速预设用于与叶片角度相关联的风速偏差的最小偏差，以用于识别积冰，但是该最小偏差在数值方面略微小于对于具有和不具有积冰的运行所研究的与叶片角度相关联的风速偏差。

图3基本上示出与图2非常类似的图表，但是不同之处在于，在此风能设施被强烈地向下调节。所述风能设施被向下调节到其在部分负荷运行中大约在每秒8米(m/s)处实现的功率上。该风速在附图中在横坐标上作为减小的风速V_R绘出。因此，也仅符合目的的是，考虑直至该减小的风速V_R的输出功率，进而图3的图表包含与输出功率相关联的仅从启动风速V_A直至该减小的风速V_R的风速偏差Δ_p’。应注意的是，图3的视图与图2的视图相反不是从0开始，而是在启动风速V_A处开始，这在技术上不重要。优选地提出，与输出功率相关联的风速偏差随着风速的提升仅从风速相关阈值起增加，其在此描述大约3m/s的风速。

图3的与输出功率相关联的风速偏差Δ_p’的变化曲线基本上也定量地对应于图2的与输出功率相关联的风速偏差Δ_p的变化曲线，除了在图3中与输出功率相关联的风速偏差Δ_p’的变化曲线在减小的风速V_R处结束。

因此，叶片调节于是自减小的风速V_R起接管对风能设施的调节。相应地，自减小的风速V_R起，研究和示出与叶片角度相关联的风速偏差Δ_α’的变化曲线。然而，在根据图3的向下调节的运行中与叶片角度相关联的风速偏差Δ_α’的变化曲线和图2的与叶片角度相关联的风速偏差Δ_α的变化曲线显著不同。在图3中能够识别：与叶片角度相关联的风速偏差Δ_α’从减小的风速开始随着风速的增加而提升，也提升超过额定风速V_N。只有在超过每秒22米(m/s)的高的风速下才能够识别出轻微下降。

从中推导出控制规则：在风能设施不以向下调节的方式运行时，与叶片角度相关联的风速偏差的最小偏差应随着风速的增加而设定为更小的，而在显著地向下调节的风能设施的情况下随着风速的增加，其被设定为更高的。

图4示意性地示出具有功率变化曲线P和叶片角度变化曲线α的图表。特别是，功率P或叶片角度α的线性变化被大幅简化并且用于图解说明。

图4基于下述调节设计方案，其中当风速V达到启动风速V_A时，启动风能设施。该启动风速V_A选择为，使得然后已经能够产生一小部分功率。在从启动风速V_A延伸至额定风速V_N的部分负荷运行中，随着风速的增加，能够产生更高的功率P。所述调节为此能够设计为，使得以转速功率特性曲线为基础并且基于该转速功率特性曲线分别根据所检测到的转速来设定功率P。在此，在理想情况下，对于每个风速V会产生在功率曲线P上的值。这种相关性是已知的或者应尽可能精确地已知。

如果风速达到额定风速V_N并且继续提升，则功率P达到额定功率P_N的值。至此之前，叶片角度α保持恒定，在示例中为5°。但是，自额定风速V_N起，转子叶片随着风速的增加而在风中转动，并且相应地，叶片角度α随着风速的进一步增加而增大。也能够从中根据风速推导出设定的叶片角度α。这由叶片角度α的相应的实线的叶片角度曲线示出。

功率P和叶片角度α分别形成风能设施的运行变量。对于该运行变量，现在监控：其是否低于在图4中点划线绘出的偏差曲线。对于部分负荷运行，功率P是重要的运行变量，并且相应地，相关的偏差曲线示出功率P’的变化曲线。如果低于该功率P’的偏差曲线，则假定积冰。

相应地，对于自额定风速V_N起的风速范围，同样以点划线的方式示出叶片角度α’的偏差曲线。如果在该范围中叶片角度α低于叶片角度α’的偏差曲线，则假定积冰。

现在提出，既对于功率P的运行变量又对于叶片角度α的运行变量根据风速来预设最小偏差。这表示：相应的偏差曲线会根据风速而不同程度地偏离相关的运行变量曲线。对于部分负荷运行，在此，最小偏差随着风速的增加而增加。相应地，在功率曲线P与功率P’的偏差曲线之间的间距随着风速的增加而增加。

替选地，在此也能够考虑相关联的风速，即直观地来说，在功率曲线P与功率P’偏差曲线之间的在水平方向上的偏差。其也随着风速的增加而增加。

对于在满负荷运行时作为运行变量，即自额定风速V_N起的运行变量的叶片角度提出，最小偏差随着风速增加而变小。因此，在叶片角度α的运行变量曲线与叶片角度α’的偏差曲线之间的间距随着风速的增加而减小。P’的偏差曲线和叶片角度α’的偏差曲线都具有指示阶梯，其中在偏差曲线和相关的运行变量曲线之间的间距发生变化。但是，这只是改变分别所基于的最小偏差的一种可能性，并且同样例如能够考虑每个偏差曲线的直线的变化。

替选地，在此也能够考虑相关联的风速，即直观地来说，在叶片角度α的运行变量曲线与叶片角度α’的偏差曲线之间的在水平方向上的偏差。其也随着风速的增加而降低。

此外，在图4中示出一种变型方案，根据该变型方案，设有从部分负荷运行到满负荷运行的过渡区域。根据这种过渡区域，转子叶片在达到额定风速V_N之前进行调节，这通过虚线表示并且称为叶片角度α*。因此，功率P也稍微提前减少，并且相应地，为此功率P*同样用虚线对于过渡区域绘制。相应地，对于该区域，相应的偏差曲线也发生变化，并且该变化的部段分别对于功率的偏差曲线P’*和对于叶片角度的偏差曲线α’*被绘制为虚线部段。因此，在过渡区域中提出，对于功率的偏差曲线P’*和对于叶片角度的偏差曲线α’*监控：相应的运行变量是否低于相应的偏差曲线。

图5作为一个实施形式示出获得风速V、外部温度T和风场数据W作为输入变量的第一预设单元500。此外，预设单元500考虑：风能设施是否被向下调节，并且如果是，调节到何种水平。为此，预设单元还获得向下调节功率P_R。如果该向下调节功率P_R对应于风能设施的额定功率，则相应地不向下调节。但是，如果其例如显著更低并且例如仅具有额定功率P_N的40％的值，则预设单元500识别出：存在减小的或向下调节的运行。

然后，根据这些输入变量确定功率的最小偏差Δ_P和叶片角度的最小偏差Δ_α。它们能够直接用作为用于识别积冰的标准。替选地，能够分别为相关联的风速确定最小偏差，以便能够据此识别积冰。

替选地或补充地，据此能够在第二预设单元中确定功率P_V’的偏差曲线和叶片角度α_V’的偏差曲线。为此，除了相应的最小偏差之外，第二预设单元502还需要运行变量曲线，即功率P_V和叶片角度α_V的运行变量曲线。此外，需要与相应的风速V的关联性，并且为此能够将风速V从第一预设单元500传输给第二预设单元502。替选地，能够分别确定用于相关联的风速的最小偏差并且将其传输给预设单元502。

图6示出至少考虑风速V和风场参数W以识别积冰的变型方案。为此，所述参数被传输给分类框。分类框600从这些参数中分别推导出风类别。然后将该风类别传输给预设框602，所述预设框附加地获得风速V作为输入变量。预设框602然后从风速和所确定的风类别W_K中计算出最小偏差ΔP_m。就此而言，图6描述了一个示例，其中所考虑的运行变量代表风能设施的功率。以相同的方式并且并行地，这也能够应用于其它运行变量，例如叶片角度。同样地，替选地能够代替运行变量分别考虑相关联的风速。

预设框602能够访问所保存的特性图，所述特性图在图6中在框602中示出。这种特性图能够具有不同的与风速相关的最小偏差，并且为此在预设框602中示出一个示例，根据该示例绘制最小偏差Δ的与风速V相关的三个变化曲线并且将其根据风类别标识为W_k1、W_k2或W_k3。

预设框602因此根据其从分类框500获得的风类别W_k选择相应的特性曲线。根据其同样获得的风速V，预设框602然后根据具体选择的特性曲线，即根据风速V，选择具体的最小偏差Δ。输出结果并且在预设框602的输出端处作为预定的最小偏差ΔP_m示出。

为了评估，现在首先将所测量的功率P_i和预设的功率P_S进行比较。预定的功率P_S能够从预设的风速功率曲线中提取，这在图6中未进一步示出。能够通过在求和元件604中的差异进行比较。替选地，在此也能够比较风速，其方式为：代替所测量到的功率P_i，使用所测量到的、即所检测到的风速。此外，借助在预设的风速-功率曲线中的所测量到的功率P_i，能够确定、即例如读取相关联的风速，所述预设的风速-功率曲线能够被称为特征性的运行功率曲线。该相关联的风速然后代替预设的功率P_S作为相关联的风速被馈送到求和元件604中，以形成与所测量的风速的差异。

这种比较的结果，无论是运行变量的比较还是风速的比较，在图6中被标识为偏差e。然后将该偏差e和预定的最小偏差ΔP_m传递到评估框606中。如果使用风速的偏差，当然相应地调整预定的最小偏差ΔP_m。

在评估框606中检查：偏差e是否大于或等于预定的最小偏差ΔP_m。如果这是这种情况，则假定积冰，并且然后能够停止风能设施，并且此外或替选地能够开始加热过程，以便能够从转子叶片解冻冰。这在评估框606的输出端处被标识为S/H。

否则，风能设施继续正常工作，这在评估框606的输出端处被标识为NORM。

因此已经认识到，仅使用恒定的阈值可能具有多个严重的缺点，并且提出代表关于现有技术的改进的解决方案建议。已知的是，冰会使转子叶片翼型的空气动力学特性恶化。通常，升力系数和失速角度，即在绕流的叶片翼型上发生流动分离时的攻角会减小。此外，阻力系数提高，借此通过减小的升阻比也使滑动系数明显恶化。在此已经认识到，所有这些详述的对转子叶片翼型的空气动力学特性的影响都可能会引起：设施在运行范围内经由遇到的风速在功率行为方面对结冰做出非常不同的反应，并且此外该与风速相关的行为能够因设施类型而大幅变化。

这尤其是因为：所使用的转子叶片翼型的特性可能因设施类型而异，并且由于不同的风类别需求，为转子叶片设计所选择的设计理念可能彼此严重不同，这同样被识别出。因此提出，在根据现有技术的功率曲线方法中偏离用于积冰识别的恒定的阈值，并且将阈值朝向与风速相关的阈值的方向进一步发展。这种所提出的与风速相关的阈值在此是特定于设施或特定于转子叶片的，使得提出，对于每种设施类型单独地定义阈值的函数。这被视为关于仅知道一个通用的阈值的现有技术的重要的进一步发展。

Claims

1.一种用于识别在风能设施(100)的转子的转子叶片上积冰的方法，其中所述转子能以可变的转速运行，所述方法包括以下步骤：

-检测作用到所述转子上的风的风速(V)，

-检测与所述风速(V)相关的运行变量，

-将所检测到的所述运行变量或所检测到的风速(V)和所述风能设施(100)的与风速相关的特征性运行变量曲线的参考变量进行比较，其中所述特征性运行变量曲线表示根据所述风速(V)的假定为最佳的运行变量，

-如果所检测到的所述运行变量或所检测到的所述风速(V)与所述参考变量至少偏离预定的最小偏差，则识别出在所述转子叶片上的积冰，其中

-根据所述风速来预设所述最小偏差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

-作为运行变量

-检测由所述风能设施(100)从所述风中产生的输出功率，和/或

-检测由所述风能设施(100)设定的转子转速，和/或

-检测设定用于限制所述输出功率(P_R)的叶片角度，

-为了将所检测到的所述运行变量或所检测到的风速(V)与所述参考变量进行比较，

-将所检测到的所述输出功率(P_R)与所述风能设施的特征性运行功率曲线的参考功率进行比较，或者将所检测到的所述风速和经由所述特征性运行功率曲线与所检测到的输出功率相关联的风速进行比较，其中所述特征性运行功率曲线表示根据所述风速假定为最大的输出功率(P_R)，和/或

-将所检测到的转子转速与风能设施的特征性转速曲线的参考转速进行比较，或者将所检测到的所述风速(V)和经由所述特征性转速曲线与所检测到的转子转速相关联的风速进行比较，其中所述特征性转速曲线表示根据所述风速(V)假定为最大的转子转速，和/或

-将所检测到的叶片角度与风能设施的特征性叶片角度曲线的参考角度进行比较，或者将所检测到的风速和经由所述特征性叶片角度曲线与所检测到的叶片角度相关联的风速进行比较，其中所述特征性叶片角度曲线表示根据所述风速(V)假定为最佳的叶片角度，

-如果所检测到的输出功率(P_R)与所述参考功率至少偏离预定的最小偏差功率，或者所检测到的风速(V)和与所检测到的输出功率相关联的风速(V)偏离预定的最小偏差速度，和/或

-如果所检测到的转子转速与所述参考转速至少偏离预定的最小偏差转速，或者所检测到的风速和与所检测到的转子转速相关联的风速偏离预定的最小偏差速度，和/或

-如果所检测到的所述叶片角度与所述参考角度至少偏离预定的最小偏差角度，或者所检测到的风速和与所检测到的叶片角度相关联的风速偏离预定的最小偏差速度，

-那么识别到在所述转子叶片上积冰，其中

-根据风速来预设所述最小偏差功率、所述最小偏差转速、所述最小偏差角度或所述最小偏差速度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

-对于低于额定风速(V_N)的风速，检测由所述风能设施(100)从所述风中产生的输出功率或所述输出功率作为运行变量，

-对于高于额定风速(V_N)的风速，检测设定用于限制所述输出功率的叶片角度作为运行变量，和可选地

-在用于风速的高于第一切换风速并且低于第二切换风速的过渡区域中，检测所产生的所述输出功率(P_R)和/或所设定的所述叶片角度分别作为运行变量，

-所述第一切换风速小于所述额定风速(V_N)，

-所述第二切换风速大于所述额定风速，和

如果

-所检测到的输出功率(P_R)与所述参考功率至少偏离预定的最小偏差功率，和/或

-所检测到的叶片角度与所述参考角度至少偏离预定的最小偏差角度，和/或

-所检测到的风速和与所检测到的输出功率或与所检测到的叶片角度相关联的风速偏离预定的最小偏差速度，

-那么识别出积冰。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-根据暂时预设的减小的运行极限，尤其是减小的功率极限和/或减小的转速极限来预设所述特征性叶片角度曲线，和可选地

-根据暂时预设的减小的运行极限来预设预定的所述最小偏差角度。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

经由与风速相关的偏差曲线预设所述最小偏差(ΔP_m)，其中

-所述偏差曲线表示根据所述风速的运行变量的变化曲线，和

-所述偏差曲线分别与所述运行变量曲线偏离最小偏差，使得在所述运行变量曲线和所述偏差曲线之间产生变化的间距，

-和/或

-所述偏差曲线优选不以恒定的风速值相对于运行变量曲线移位，和/或所述偏差曲线与所述运行变量曲线偏离不同大小的风速值。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-在部分负荷运行中，预定的最小偏差功率或所述预定的最小偏差功率或最小偏差速度或所述最小偏差速度随着风速的增加而增加，尤其是自第一初始风速或自风速相关阈值起增加和/或连续地增加，和

-在满负荷运行中，预定的最小偏差角度或所述预定的最小偏差角度或者最小偏差速度或所述最小偏差速度首先随着风速的增加而减小，尤其是当所述风能设施在未减小的运行中工作时如此，其中优选提出，

-当所述风能设施在减小的运行中工作时，所述预定的最小偏差角度或者最小偏差速度或所述最小偏差速度随着风速的增加而至少部段地增加，在所述减小的运行中所述输出功率减小为所述风能设施的设施额定功率的50％的或者更小的功率值。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

所述风能设施借助于转速-功率特性曲线运行，其中所述风能设施的输出功率根据所检测到的转子转速进行调节。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-仅当所检测到的外部温度低于预定的最高温度并且可选地高于预定的最低温度时，

才识别出在所述转子叶片上的积冰，其中优选

-根据风速预设所述预定的最高温度。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-在所述风能设施运行时适配所述特征性运行变量曲线，和/或

-在所述风能设施运行时针对所述特征性运行变量曲线检测运行偏差，所述运行偏差表示所检测到的运行变量与根据所述特征性运行变量曲线的运行变量相比的偏差，并且所述运行偏差不归因于在所述转子叶片上的积冰，和其中

-所述最小偏差分别选择为，使得其在数值方面大于相应的运行偏差，其中尤其

-所述偏差曲线选择和/或改变为，使得具有运行偏差的所述运行变量曲线不低于所述偏差曲线。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

-检测所述运行偏差作为标准偏差，和/或

-将所述运行偏差概括为偏差带，并且将所述偏差曲线选择和/或改变为，使得所述偏差曲线关于所述运行变量的值低于所述偏差带，和/或

-在所述风能设施运行时适配相应的所述最小偏差或所述偏差曲线，尤其是根据适配后的所述特征性运行功率曲线和/或根据所检测到的所述运行偏差进行适配。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

相应的所述最小偏差或所述偏差曲线根据所述风能设施的环境温度来预设。

12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-除了所述风速之外，还根据作用到所述转子上的风的至少一个另外的特性来预设相应的所述最小偏差或所述偏差曲线，所述另外的特性尤其选自下述列表的特性：

-所述风的湍流强度，

-所述风的竖直剪切力，

-所述风的水平剪切力，

-风向，和

-关于高度的风向变化，和/或

-作用到所述转子上的风的另外的特性形成风场参数，并且将所述风根据所述风场参数W中的至少一部分进行分类，并且根据该分类预定所述最小偏差。

13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

相应的所述最小偏差或所述偏差曲线与所述转子叶片的叶片翼型相关。

14.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

为了识别积冰，在预设的检查时间段内多次检查：所检测到的所述运行变量或所检测到的风速是否与所述参考值至少偏离预定的最小偏差，并且仅当所述检查多次为肯定时，尤其是在预设的检查时间段内主要为肯定时，才假定积冰。

15.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

从低的风速范围考虑三个大小相等的部段，所述风速范围从所述风能设施启动时的启动风速(V_A)或者从风速相关阈值延伸直至额定风速，所述风速相关阈值表示高于所述启动风速(V_A)的风速并且尤其具有直至4m/s或5m/s的值，其中

-第一风速部段从所述启动风速(V_A)延伸至第一部段风速，

-第二风速部段从所述第一部段风速延伸至第二部段风速，和

-第三风速部段从所述第二部段风速延伸至所述额定风速，其中

-在三个所述风速部段中的每一个中的所述最小偏差随着风速的提升而增加，和

-所述最小偏差(ΔP_m)随着风速的提升从所述第一风速部段直至所述第三风速部段连续地增加，和/或

-所述第三风速部段的平均最小偏差高于所述第二风速部段的平均最小偏差至少50％，和/或

-所述第二风速部段的平均最小偏差高于所述第一风速部段的平均最小偏差至少50％。

16.一种风能设施，所述风能设施具有带有至少一个转子叶片的转子，所述转子能够以可变的转速运行，所述风能设施包括：

-控制单元，所述控制单元准备为用于，识别在至少一个所述转子叶片上的积冰，

-风测量装置，所述风测量装置用于检测作用到所述转子上的风的风速，

-检测装置，所述检测装置用于检测与所述风速相关的运行变量，

-比较器，所述比较器用于将所检测到的所述运行变量或所检测到的所述风速与所述风能设施的与风速相关的特征性运行变量曲线的参考变量进行比较，其中所述特征性运行变量曲线表示根据所述风速假定为最佳的运行变量，

-评估单元，所述评估单元准备为用于，当所检测到的所述运行变量或所检测到的所述风速与所述参考变量至少偏离预定的最小偏差时，识别出在所述转子叶片上的积冰，和

-预设单元，其中所述预设单元准备为用于，根据所述风速预设所述最小偏差。

17.根据权利要求16所述的风能设施，其特征在于，

所述风能设施，尤其是所述控制单元准备为用于，执行至少一个根据权利要求1至15中任一项所述的方法。