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湖南拓天節(jié)能控制技術(shù)股份有限公司

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葉片除冰系統(tǒng)

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  風(fēng)力發(fā)電后備電源管理系統(tǒng)

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產(chǎn)品簡介

一、問題描述風(fēng)機(jī)葉片結(jié)冰問題是一項(xiàng)性技術(shù)難題

詳細(xì)介紹

一、問題描述

風(fēng)機(jī)葉片結(jié)冰問題是一項(xiàng)性技術(shù)難題。風(fēng)機(jī)葉片結(jié)冰后，會(huì)造成一系列不良后果，導(dǎo)致：

1、性能劣化：氣動(dòng)外形改變導(dǎo)致風(fēng)能捕獲能力急劇下降。

2、機(jī)械失效：導(dǎo)致（不平衡）載荷增加、震動(dòng)加劇。

3、安全危害：脫落冰塊被甩出的距離可達(dá)1.5倍葉尖高度，對現(xiàn)場人員造成安全隱患。

4、測風(fēng)失準(zhǔn)：可導(dǎo)致30％-60％的風(fēng)速測量誤差。

5、停止運(yùn)行：造成發(fā)電量損失，影響發(fā)電總量。

二、解決方案

1、采用給風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部空氣加熱的方式進(jìn)行除冰，當(dāng)葉片內(nèi)部溫度上升到一定值時(shí)，葉片外部的冰層開始融化，從而達(dá)到除冰的效果。

2、此方法除冰效率較高，能耗相對較低，維護(hù)比較容易，不用引入復(fù)雜的系統(tǒng)。

三、方案簡介

除冰控制系統(tǒng)由塔基控制柜、機(jī)艙控制柜、電源分配箱、1號葉根控制、2號葉根控制柜和3號葉根控制柜共六個(gè)柜體組成。

四、系統(tǒng)功能：

1、結(jié)冰檢測能力：依據(jù)配套安裝的結(jié)冰探測器和溫濕度傳感器，結(jié)合主機(jī)控制系統(tǒng)提供的功率因數(shù)、發(fā)電效率等參數(shù)，自動(dòng)判斷葉片是否已經(jīng)結(jié)冰。

2、防冰控制能力：系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)機(jī)外部溫濕度對葉片結(jié)冰時(shí)刻進(jìn)行預(yù)測，在葉片結(jié)冰前就預(yù)先啟動(dòng)防冰控制，讓加熱器以小功率運(yùn)行，使風(fēng)機(jī)葉片表面溫度維持在一定的范圍之內(nèi)，使其不容易結(jié)冰。

3、加熱除冰能力：當(dāng)結(jié)冰探測器檢測到結(jié)冰信號時(shí)，系統(tǒng)能根據(jù)結(jié)冰及融冰情況線性調(diào)整加熱器輸出功率，并通過風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)送至葉片遠(yuǎn)端。

4、系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和加熱器的出風(fēng)口溫度進(jìn)行線性調(diào)整和閉環(huán)控制，通過控制算法保證對葉片內(nèi)部溫度的均衡控制，提高了除冰效率，同時(shí)防止葉片加熱時(shí)局部過溫對葉片材料及結(jié)構(gòu)造成損傷。

5、遠(yuǎn)程監(jiān)控能力：采用CANopen協(xié)議與主機(jī)進(jìn)行通信并將運(yùn)行數(shù)據(jù)反饋至用戶的風(fēng)場主控制室，可以在主控制室進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

6、優(yōu)化的加熱控制策略：具備優(yōu)化的自主加熱控制策略，通過與加熱控制系統(tǒng)溫度傳感器協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)加熱效率的。

7、具有全面的保護(hù)功能和友好的操作界面：本系統(tǒng)配備友好的HMI操作界面，并提供相應(yīng)的電流電壓檢測保護(hù)功能。

五、除冰效果

本產(chǎn)品為臺(tái)智能型氣熱除冰系統(tǒng)，已成功運(yùn)用于江西天湖山風(fēng)場，運(yùn)行效果良好。

江西天湖山風(fēng)場29號風(fēng)機(jī)開啟除冰裝置二十分鐘后的運(yùn)行情況如下：

從上表中可以看出：時(shí)間不長，但除冰效果明顯，且發(fā)電功率大于除冰消耗的功率，采用熱成像觀察葉片表面溫度分布可以得到證實(shí)：葉片表面冰層融化后可以清晰的看到葉片涂裝，如下圖所示。開啟除冰系統(tǒng)的隨后幾天，處于風(fēng)口氣溫的29號風(fēng)機(jī)沒有因?yàn)榻Y(jié)冰而停機(jī)，與此同時(shí)，沒有安裝除冰系統(tǒng)的近百臺(tái)風(fēng)機(jī)中有70多臺(tái)風(fēng)機(jī)因?yàn)榻Y(jié)冰而停產(chǎn)。

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