CN114876747A - 一种基于dts系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，包括：安装高分子加热膜；布设测温光缆；温度标定；低功率加热测试；覆冰点判定；高功率加热除冰。本发明利用DTS技术，对风机叶片的覆冰情况进行监测，温度的变化引起光纤中光信号的变化，通过进行信号解调，得出光纤不同位置处的温度分布；再根据光纤的温度分布启动对应位置的加热电阻，对于覆冰区域进行实时加热除冰，从而实现一种自反馈的电热除冰方法。
Description
技术领域
本发明属于分布式光纤传感技术领域，具体涉及一种基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法。
背景技术
传统能源过度消费，能源安全和生态环境问题因此愈发严峻，全球正在积极探索清洁可再生能源的发展之路。风能作为一种取之不尽的新能源，在南方及沿海发达城市均存在丰富的资源，大力推进风电产业的发展，对我国能源结构调整和整个生态文明建设都具有促进作用。
风电场为了更好的获取风能，常建设在海拔较高的高山和丘陵地区。南方地区冬季气候低温高湿，且风资源主要以分布在高海拔的山区和湖泊为主。伴随着气温的降低，经常遭遇低温冻害天气，这种高湿低温的天气常常会给风电发电机的叶片带来覆冰的影响。风力发电机叶片的覆冰对风力机组的安全稳定生产带来了重大影响，研究风力机组防覆冰技术具有重要意义。
叶片覆冰主要集中在前缘区域和尾缘部分，这会显著的影响叶片的形状和粗糙度，改变原有叶片的空气动力特性。覆冰累积与不规则脱落会造成机组输出功率下降，振动加剧损坏传动件、连接件；严重影响风轮、传动链寿命及整机寿命；工况严重时，导致叶片断裂。叶片覆冰后，随着气温回升，冰块会脱落，存在极大的安全隐患。
当前，针对风机叶片结冰监测，主要以人工观察、地面红外探测为主，通过对质量和冰层反光灯直接探测，或者通过传感器监测发电功率，根据工作人员的经验进行叶片故障判别，观测效率低。识别率精度差，无法客观实时性地对风机工作状态进行评估。
常用的风机叶片除冰方法包括主动除冰和被动除冰。主动除冰包含热除冰、电除冰和机械除冰。被动除冰主要包含疏水涂料、光热涂料和喷洒化学药品等方法。主动除冰中，热能防冰除冰利用各种热能加热叶片，以达到防冰和除冰的目的，具有较广的适用性，但消耗的电能多、改造投入的成本大。电热防冰除冰为在叶片制作时内置加热膜，能较好地实现防冰、除冰，但该方案不适用于风场现有叶片的改造升级，且存在较大的雷击风险，损坏后维修困难。被动除冰主要包含涂层防冰和喷洒化学药品等方法。涂层防冰的原理是荷叶效应，使水不易在表面浸润和附着，表面不易结冰。但现有的涂层防冰技术不能完全解决叶片结冰问题，且涂层本身寿命较短，长期防冰效果并不理想。
在主动除冰中，采用电热元件的电热除冰效率较高，是目前各厂商倾向的防除冰方案。传统的电热除冰技术中一般使用金属电阻丝或金属网，容易与叶片产生界面问题，并存在局部过热的危险。
公开号为CN110118157A的发明中公开了一种风力机叶片除冰方法、装置、叶片及风力机，包括：检测叶片前缘至少两个位置的结冰程度，根据结冰程度判断叶片前缘的结冰等级，根据叶片前缘结冰等级选择第一加热等级、第二加热等级或第三加热等级中的一种进行加热；其中，至少两个位置包括叶尖前缘和叶根前缘；第一加热等级的加热区域为叶片前缘前端加热区域，第二加热等级的加热区域为叶片前缘两侧加热区域；叶片前缘前端加热区域的加热功率密度大于叶片前缘两侧加热区域的加热功率密度；该发明能够实时准确的检测叶片前缘不同区域的结冰程度，降低加热功率的同时能够进行快速、有效的融冰，并能够降低除冰成本，提高发电量。然而，该发明需要采用结冰传感器对结冰程度进行判断，同时，虽然进行了分区域加热，但并未涉及局部过热的技术问题。
公开号为CN105089929A的发明中公开了一种风力发电机组叶片结冰检测系统，包括：数据监测单元、控制单元、温度传感器、速度传感器和风速风向仪。数据监测单元通过温度传感器检测机舱外的环境温度，数据监测单元通过风速风向仪检测实时风速，数据监测单元通过速度传感器检测实时风轮转速，将实时风速和实时风轮转速输入控制单元，并通过控制单元提供的风机实时输出功率形成实时功率曲线点。控制单元通过比较实时功率曲线点和风机未结冰时的运行功率曲线判断风机叶片是否结冰。该发明针对目前结冰检测技术稳定性和可靠性不高的缺陷，能够针对风机处于停机和运行状态下，分别采用不同的方法进行检测，检测准确、可靠性高、成本较低。然而，运行功率曲线受很多外界因素影响，因此，覆冰检测精度较低，也不涉及如何实现分区域加热或者局部过热等技术问题。
公开号为CN110425094A的发明中公开了一种基于光学原理的风电机组叶片凝冻检测装置及方法，通过光纤检测头内不同位置光纤束在凝冻发生时接收到光通量的差异，对凝冻发生与否、凝冻类型和凝冻程度进行准确的判断，检测精准度高；通过在叶片不同位置设置楔形光纤检测头，还能够有效定位凝冻位置，为后续的加热装置消冰工作起到指导作用。该发明解决了目前风电机组叶片凝冻相关情况难以检测的问题，反应迅速，为风电机组安全稳定运行发挥了重要的作用，具有极高的实用价值。同样，该发明只涉及结冰与否和结冰程度的判断过程，不涉及如何实现分区域加热或者局部过热等技术问题。
发明内容
解决的技术问题：本发明提出一种基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，利用分布式光纤温度传感(DTS)技术来对风机叶片覆冰情况进行监测，并实现自反馈的覆冰除冰。
技术方案：
一种基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，所述风机叶片自反馈防冰除冰方法包括以下步骤：
S1，安装高分子加热膜：使用胶粘剂在风机叶片上分布固定多个片状高分子加热膜，相邻高分子加热膜之间具有间隙；为实现对风机叶片表面的高覆盖率，在保留连接电路施工距离的基础上使间隙最小；将高分子加热膜并联后与电源控制模块连接，使用电源控制模块对每块高分子加热膜的工作状态进行独立控制；
S2，布设测温光缆：在高分子加热膜远离风机叶片的表面上，沿叶片长度方向按S型盘绕布置松套测温光缆，使光纤检测范围完全覆盖高分子加热膜和高分子加热膜之间的间隙；
S3，温度标定：将测温光缆接入DTS主机，进行温度标定，测得预设环境温度范围内无覆冰情况下测温光缆中光信号随时间变化情况，对测温光缆沿线进行温度解调，计算得到光纤温度系数；
S4，低功率加热测试：将DTS主机、电源控制模块和高分子加热膜依次连接，在环境温度低于0℃时，调用电源控制模块进行低功率加热测试，监测无覆冰时风机扇叶升温速率，记录无覆冰风机扇叶升温速率数据；
S5，覆冰点判定：在低温、高湿的易覆冰季节，启动DTS主机，采用测温光缆持续进行温度监测，将温度监测结果反馈给DTS主机；当监测到温度低于0℃时，调用电源控制模块采用预设的测试功率对整个风机叶片进行低功率主动加热，加热功率由高分子加热膜电阻与单块加热膜面积决定。检测不同位置处升温速率，与步骤S4中记录的无覆冰风机扇叶升温速率数据进行对比，根据相同加热条件下，空气升温速率远高于冰的特性，对于实际升温速率低于无覆冰升温速率，且速率差值大于预设差值阈值的位置点，判定该位置点出现覆冰；
S6，高功率加热除冰：对于有覆冰的位置点，调用电源控制模块，结合实际升温速率和无覆冰升温速率的对比结果、风机叶片尺寸和高分子加热膜的覆盖面积，计算得到相应的加热功率，调用高分子加热膜进行除冰。当监测到的覆冰点存在于加热膜覆盖面积上时，启动对应位置的加热膜进行除冰；当覆冰点出现位置为无加热膜覆盖的间隙出时，筛选离该位置最近的相邻加热膜，加热进行除冰；持续监测温度变化，当覆冰处的温度高于冰点的持续时长大于预设时长阈值时，停止加热，返回步骤S5。
进一步地，步骤S2中，所述测温光缆表面覆盖有环氧树脂保护光纤，环氧树脂保护光纤的最外层涂敷有聚氨酯绝缘涂料。
进一步地，所述风机叶片自反馈防冰除冰方法还包括：
通过风机叶片内轮毂供电模块对DTS主机、测温光缆、电源控制模块和高分子加热膜进行供电。
进一步地，所述风机叶片自反馈防冰除冰方法还包括：
通过晶闸管和IGBT控制交流电源导通时间对加热功率进行控制。
进一步地，所述风机叶片自反馈防冰除冰方法还包括：
将风机叶片内轮毂供电模块输出的交流电转换成直流电，通过控制高分子加热膜的外加电压进行功率控制。
进一步地，所述DTS主机根据实际布线情况与使用环境选择布里渊光时域反射技术、拉曼光时域反射技术和布里渊光时域分析技术中的其中一种，测得风机叶片的温度分布。
进一步地，预设环境温度范围为-20℃～10℃。
进一步地，所述风机叶片自反馈防冰除冰方法还包括：
将测温光缆和高分子加热膜预埋在风机叶片内。
基于前述方法，本发明还提及一种基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰系统，所述风机叶片自反馈防冰除冰系统包括DTS主机、松套测温光缆、电源控制模块和高分子加热膜；
所述高分子加热膜通过胶粘剂分布固定在风机叶片上，相邻高分子加热膜之间具有间隙；所有高分子加热膜并联后与电源控制模块连接，电源控制模块对每块高分子加热膜的工作状态进行独立控制；
所述松套测温光缆沿叶片长度方向按S型盘绕在高分子加热膜远离风机叶片的表面上，使光纤检测范围完全覆盖高分子加热膜和高分子加热膜之间的间隙；
所述DTS主机与测温光缆连接，DTS主机内嵌有温度标定模块、低功率加热测试模块、覆冰点判断模块和高功率除冰模块；
所述温度标定模块用于测得预设环境温度范围内无覆冰情况下测温光缆中光信号随时间变化情况，对测温光缆沿线进行温度解调，计算得到光纤温度系数；预设环境温度范围为-20℃～10℃；
所述低功率加热测试模块用于在环境温度低于0℃时，调用电源控制模块进行低功率加热测试，加热功率由高分子加热膜电阻与单块加热膜面积决定。加热电压的选择按照公式
进行计算，其中P为功率密度，U为电压，R为电阻，S为单块高分子电热膜面积。监测无覆冰时风机扇叶升温速率，记录无覆冰风机扇叶升温速率数据；
所述覆冰点判断模块用于在低温、高湿的易覆冰季节，启动DTS主机，调用测温光缆持续进行温度监测；当监测到温度低于0℃时，调用电源控制模块采用预设的测试功率对整个风机叶片进行低功率主动加热，检测不同位置处升温速率，与本地记录的无覆冰风机扇叶升温速率数据进行对比。1min内最大温升DT计算公式为：
其中，Q为高分子加热膜发热量，SH为被加热材料比热，De为被加热材料比重，V为体积。
带入空气与冰的比热及比重可得，在同体积、同功率加热时，空气在1min内的温升为冰的1478倍。因此，根据相同加热条件下，空气升温速率远高于冰的特性，对于实际升温速率低于无覆冰升温速率，且速率差值大于预设差值阈值的位置点，判定该位置点出现覆冰；
所述高功率加热除冰模块用于调用电源控制模块，结合实际升温速率和无覆冰升温速率的对比结果、风机叶片尺寸和高分子加热膜的覆盖面积，计算得到相应的加热功率，当监测到的覆冰点存在于加热膜覆盖面积上时，启动对应位置的加热膜进行除冰；当覆冰点出现位置为无加热膜覆盖的间隙出时，筛选离该位置最近的相邻加热膜，加热进行除冰，并持续监测温度变化，当覆冰处的温度高于冰点的持续时长大于预设时长阈值时，停止加热。
本发明的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，利用DTS技术，可以对风机叶片的覆冰情况进行监测，温度的变化引起光纤中光信号的变化，通过进行信号解调，可以得出光纤不同位置处的温度分布；根据光纤的温度分布启动对应位置的加热电阻，对于覆冰区域进行实时加热除冰，可以实现一种自反馈的电热除冰方法。
有益效果：
第一，本发明的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，通过DTS系统实现对风机叶片表面温度的动态实时监测，具有灵敏度高、覆盖面积大的特点，极大地减少覆冰事件漏报率。
第二，本发明的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，DTS系统测温原理可根据实际需求灵活选取，并可在非结冰季节进行系统移除，能够提高系统利用率，降低机械故障概率，有效提高系统使用寿命。
第三，本发明的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，使用多组加热膜，独立控制开闭，可以实现点对点的精准除冰，具有节能、减排、高效率的优点。
第四，本发明的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，能够自动判定覆冰情况并进行除冰作业，实现自动化控制，极大的降低了人工成本。
附图说明
图1为本发明实施例的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法流程图。
图2为松套测温光缆与高分子加热膜在风机叶片表面布设位置图。
图3为本发明实施例的电源控制模块的电路示意图。
图4为松套测温光缆与加热膜局部位置示意图。
图5为本发明实施例的各模块关系示意图。
具体实施方式
下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
图1为本发明实施例的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法流程图。参见图1，风机叶片自反馈防冰除冰方法包括以下步骤：
S1，安装高分子加热膜：使用胶粘剂在风机叶片上分布固定多个片状高分子加热膜，相邻高分子加热膜之间具有间隙；间隙的选择应在以不影响电路的正常连接为基础上，实现对风机叶片表面的最大覆盖；将高分子加热膜并联后与电源控制模块连接，使用电源控制模块对每块高分子加热膜的工作状态进行独立控制；
S2，布设测温光缆：在高分子加热膜远离风机叶片的表面上，沿叶片长度方向按S型盘绕布置松套测温光缆，使光纤检测范围完全覆盖高分子加热膜和高分子加热膜之间的间隙。
S3，温度标定：将测温光缆接入DTS主机，进行温度标定，测得预设环境温度范围内无覆冰情况下测温光缆中光信号随时间变化情况，对测温光缆沿线进行温度解调，计算得到光纤温度系数。
S4，低功率加热测试：将DTS主机、电源控制模块和高分子加热膜依次连接，在环境温度低于0℃时，调用电源控制模块进行低功率加热测试，监测无覆冰时风机扇叶升温速率，记录无覆冰风机扇叶升温速率数据。
S5，覆冰点判定：在低温、高湿的易覆冰季节，启动DTS主机，采用测温光缆持续进行温度监测，将温度监测结果反馈给DTS主机；当监测到温度低于0℃时，调用电源控制模块采用预设的测试功率对整个风机叶片进行低功率主动加热，加热功率由高分子加热膜电阻与单块加热膜面积决定。检测不同位置处升温速率，与步骤S4中记录的无覆冰风机扇叶升温速率数据进行对比，根据相同加热条件下，空气升温速率远高于冰的特性，对于实际升温速率低于无覆冰升温速率，且速率差值大于预设差值阈值的位置点，判定该位置点出现覆冰；
S6，高功率加热除冰：对于有覆冰的位置点，调用电源控制模块，结合实际升温速率和无覆冰升温速率的对比结果、风机叶片尺寸和高分子加热膜的覆盖面积，计算得到相应的加热功率，调用高分子加热膜进行除冰。当监测到的覆冰点存在于加热膜覆盖面积上时，启动对应位置的加热膜进行除冰；当覆冰点出现位置为无加热膜覆盖的间隙出时，筛选离该位置最近的相邻加热膜，加热进行除冰；持续监测温度变化，当覆冰处的温度高于冰点的持续时长大于预设时长阈值时，停止加热，返回步骤S5。
对于现有风机扇叶，要求在风机叶片外表面布设松套测温光缆与高分子加热膜，最外层涂敷聚氨酯绝缘涂料以降低雷击风险；对于新建风机扇叶，可以在制作过程中预埋测温光缆与加热膜，实现一体成型，降低损坏风险，提高使用寿命。
光纤传感技术通过检测光纤中传输光的强度、频率、相位、偏振等参量，实现对机体温度、应力、振动等多种基础物理参量的在线监测。分布式光纤传感技术利用感测光缆作为传感敏感元件和信号传输介质，结合不同的信号解调设备，可探测出感测光缆敷设沿线场的应变、温度、振动等物理量信息，实现数十千米传感距离上米量级的空间分辨率，为结构健康监测提供了高密度、低成本、长距离的分布式温度监测方案，因此十分适合于大型基础设施的分布式温度监测。目前，常用的分布式光纤传感测温技术主要有布里渊光时域反射技术(BODTR)、拉曼光时域反射技术(ROTDR)和布里渊光时域分析技术(BOTDA)。在本实施例中，DTS主机可以根据实际布线情况与使用环境灵活，选择布里渊光时域反射技术(BODTR)、拉曼光时域反射技术(ROTDR)和布里渊光时域分析技术(BOTDA)等来实现温度感测。
示例性地，电源控制模块可根据实际需求选择晶闸管控制交流电源导通时间实现对加热功率的控制，也可实现交流电转直流电，通过控制电热膜外加电压实现功率控制。由于高分子电热膜是一种面状导电材料，与被加热体形成最大限度的导热面，通电加热时热量可以很快传给被加热体，具有结构稳定、可加工性好、耐老化、衰减小、可进行复杂结构设计、转化效率高、容易进行功能性复合等特性，通过选择合适的基体，可以与叶片材料之间具有良好的界面结合力，因此，高分子电热膜在主动式防冰除冰风电叶片中具有很大的优势。
实例
本实例选用5kW风力发电机用叶片，叶片尺寸长2.65m，翼展最宽处为0.3m，叶尖处宽为0.13m，叶根处厚度为0.05m。
在风机叶片外表面迎风面与叶片前缘，均匀布设高分子加热膜，覆盖面积如图2所示。本次实验选用晶闸管进行电路控制，通过晶闸管控制电路在每个交流电周期内的通断时间，从而实现对加热功率的控制。使用晶闸管进行电路控制的优点在于，降低系统的成本、具有较高的性价比，同时结构简单、较易实现。将高分子加热膜接入并联电路，与晶闸管、电源控制模块及220V交流电源连接。电路结构如图3所示。
在高分子加热膜表面，于S型盘绕布置松套测温光缆，沿叶片长度方向盘绕布置，使光纤检测范围包含所有高分子加热膜。布设完成后，在光纤表面涂敷环氧树脂保护光纤，同时减少叶片转动时的空气阻力。涂敷聚氨酯涂层，以降低雷击风险。松套测温光缆与高分子加热膜局部位置示意如图4所示。
将松套测温光缆与高分子加热膜安装完成后，需进行温度标定实验，将光缆接入DTS主机，测得无覆冰情况下，光纤中光信号随时间变化情况，对传感光纤沿线进行温度解调，计算得到光纤温度系数。具体地，本次实验选用BOTDR，测得无覆冰状态下，光纤布里渊频移(BFS)随时间变化情况。标定系统采用高低温交变湿热箱，仪器温度控制精度为±0.1℃。温度标定试验中，温度的控制范围为-20℃～10℃，步长为5℃，每个温度工况下采集10组数据，取平均值作为该温度段的布里渊频移值。通过拟合光纤温度BFS与温度变化的曲线，得到温度系数。各模块间关系如图5所示。
为实现对覆冰状况的准确判定，要求在非覆冰季节进行主动加热实验。加热电压的选择按照公式
进行计算，其中P为功率密度，U为电压，R为电阻，S为单块高分子电热膜面积。将光缆接入DTS主机，低功率加热，检测无覆冰时风机叶片升温速率，记录数据。具体地，将光缆接入DTS主机、电源控制模块使并联电路低功率加热，本次实验使用49V电压进行加热，检测无覆冰时风机叶片升温速率，记录数据。短时间加热记录无覆冰时升温速率曲线。
在低温、高湿的覆冰季节，持续进行温度监测，当监测到温度低于0℃时，进行低功率主动加热，检测不同位置处升温速率。1min内最大温升DT计算公式为：
其中，Q为高分子加热膜发热量，SH为被加热材料比热，De为被加热材料比重，V为体积。带入空气与冰的比热及比重可得，在同体积、同功率加热时，空气在1min内的温升为冰的1478倍。因此，根据相同加热条件下，空气升温速率远高于冰的特性，对于升温速率明显低于无覆冰升温速率的位置点，判定该处出现覆冰。检测完成后，调用电源控制模块，控制离覆冰位置最近的高分子加热膜高功率加热。持续监测温度变化，当覆冰处的温度持续一段时间后(如10min)高于0℃时，判定除冰完成，停止加热。
Claims (9)
1.一种基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，其特征在于，所述风机叶片自反馈防冰除冰方法包括以下步骤：
S1，安装高分子加热膜：使用胶粘剂在风机叶片上分布固定多个片状高分子加热膜，相邻高分子加热膜之间具有间隙，在保留连接电路施工距离的基础上使间隙最小；将高分子加热膜并联后与电源控制模块连接，使用电源控制模块对每块高分子加热膜的工作状态进行独立控制；
S2，布设测温光缆：在高分子加热膜远离风机叶片的表面上，沿叶片长度方向按S型盘绕布置松套测温光缆，使光纤检测范围完全覆盖高分子加热膜和高分子加热膜之间的间隙；
S3，温度标定：将测温光缆接入DTS主机，进行温度标定，测得预设环境温度范围内无覆冰情况下测温光缆中光信号随时间变化情况，对测温光缆沿线进行温度解调，计算得到光纤温度系数；
S4，低功率加热测试：将DTS主机、电源控制模块和高分子加热膜依次连接，在环境温度低于0℃时，调用电源控制模块进行低功率加热测试，监测无覆冰时风机扇叶升温速率，记录无覆冰风机扇叶升温速率数据；
S5，覆冰点判定：在低温、高湿的易覆冰季节，启动DTS主机，采用测温光缆持续进行温度监测，将温度监测结果反馈给DTS主机；当监测到温度低于0℃时，调用电源控制模块采用预设的测试功率对整个风机叶片进行低功率主动加热，加热功率由高分子加热膜电阻与单块加热膜面积决定；检测不同位置处升温速率，与步骤S4中记录的无覆冰风机扇叶升温速率数据进行对比，根据相同加热条件下，空气升温速率远高于冰的特性，对于实际升温速率低于无覆冰升温速率，且速率差值大于预设差值阈值的位置点，判定该位置点出现覆冰；
S6，高功率加热除冰：对于有覆冰的位置点，调用电源控制模块，结合实际升温速率和无覆冰升温速率的对比结果、风机叶片尺寸和高分子加热膜的覆盖面积，计算得到相应的加热功率，调用高分子加热膜进行除冰；当监测到的覆冰点存在于加热膜覆盖面积上时，启动对应位置的加热膜进行除冰；当覆冰点出现位置为无加热膜覆盖的间隙处时，筛选出离该位置最近的相邻加热膜，加热进行除冰；持续监测温度变化，当覆冰处的温度高于冰点的持续时长大于预设时长阈值时，停止加热，返回步骤S5。
2.根据权利要求1所述的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，其特征在于，步骤S2中，所述测温光缆表面覆盖有环氧树脂保护光纤，同时减少叶片转动时的空气阻力；环氧树脂保护光纤的最外层涂敷有聚氨酯绝缘涂料。
3.根据权利要求1所述的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，其特征在于，所述风机叶片自反馈防冰除冰方法还包括：
通过风机叶片内轮毂供电模块对DTS主机、测温光缆、电源控制模块和高分子加热膜进行供电。
4.根据权利要求3所述的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，其特征在于，所述风机叶片自反馈防冰除冰方法还包括：
通过晶闸管和IGBT控制交流电源导通时间对加热功率进行控制。
5.根据权利要求3所述的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，其特征在于，所述风机叶片自反馈防冰除冰方法还包括：
将风机叶片内轮毂供电模块输出的交流电转换成直流电，通过控制高分子加热膜的外加电压进行功率控制。
6.根据权利要求1所述的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，其特征在于，所述DTS主机根据实际布线情况与使用环境选择布里渊光时域反射技术、拉曼光时域反射技术和布里渊光时域分析技术中的其中一种，测得风机叶片的温度分布。
7.根据权利要求1所述的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，其特征在于，所述预设环境温度范围为-20℃～10℃。
8.根据权利要求1所述的基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰方法，其特征在于，所述风机叶片自反馈防冰除冰方法还包括：
将测温光缆和高分子加热膜预埋在风机叶片内。
9.一种基于DTS系统的风机叶片自反馈防冰除冰系统，其特征在于，所述风机叶片自反馈防冰除冰系统包括DTS主机、松套测温光缆、电源控制模块和高分子加热膜；
所述高分子加热膜通过胶粘剂分布固定在风机叶片上，相邻高分子加热膜之间具有间隙；所有高分子加热膜并联后与电源控制模块连接，电源控制模块对每块高分子加热膜的工作状态进行独立控制；
所述松套测温光缆沿叶片长度方向按S型盘绕在高分子加热膜远离风机叶片的表面上，使光纤检测范围完全覆盖高分子加热膜和高分子加热膜之间的间隙；
所述DTS主机与测温光缆连接，DTS主机内嵌有温度标定模块、低功率加热测试模块、覆冰点判断模块和高功率除冰模块；
所述温度标定模块用于测得预设环境温度范围内无覆冰情况下测温光缆中光信号随时间变化情况，对测温光缆沿线进行温度解调，计算得到光纤温度系数；预设环境温度范围为-20℃～10℃；
所述低功率加热测试模块用于在环境温度低于0℃时，调用电源控制模块进行低功率加热测试，监测无覆冰时风机扇叶升温速率，记录无覆冰风机扇叶升温速率数据；
所述覆冰点判断模块用于在低温、高湿的易覆冰季节，启动DTS主机，调用测温光缆持续进行温度监测；当监测到温度低于0℃时，调用电源控制模块采用预设的测试功率对整个风机叶片进行低功率主动加热，检测不同位置处升温速率，与本地记录的无覆冰风机扇叶升温速率数据进行对比，对于实际升温速率低于无覆冰升温速率，且速率差值大于预设差值阈值的位置点，判定该位置点出现覆冰；
所述高功率加热除冰模块用于调用电源控制模块，结合实际升温速率和无覆冰升温速率的对比结果、风机叶片尺寸和高分子加热膜的覆盖面积，计算得到相应的加热功率，调用覆冰位置对应的高分子加热膜采用计算得到的加热功率对覆冰点进行除冰，并持续监测温度变化，当覆冰处的温度高于冰点的持续时长大于预设时长阈值时，停止加热。
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2022
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