风力涡轮机叶片积冰检测器的制造方法

风力涡轮机叶片积冰检测器的制造方法
【专利摘要】一种风力涡轮机叶片积冰检测器65被配置成接收由风力涡轮机67产生的功率的指示以及风力涡轮机69的多个环境条件的指示。它还被配置成接收与风力涡轮机71的工作相关的误差的指示。由检测器65处理这些指示以提供风力涡轮机叶片积冰的指示。此外或作为替代，风力涡轮机叶片积冰检测器65被配置成接收风力涡轮机67在多个不同时段中产生的功率指示以及风力涡轮机69在多个不同时段的多个环境条件的指示；并处理这些指示以提供风力涡轮机叶片的积冰的指示。
【专利说明】风力涡轮机叶片积冰检测器

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种风力涡轮机叶片积冰检测器和一种检测至少一个风力涡轮机叶 片上的积冰的方法。该检测器和方法所适合的典型风力涡轮机用于例如风电场上大规模发 电。

【背景技术】
[0002] 图1示出了用于在风电场上大规模发电的典型已知风力涡轮机1。风力涡轮机包 括其上安装有风力涡轮机舱3的风力涡轮机塔架2。在轮毂6上安装包括多个叶片5的风 力涡轮机转子4。轮毂通过从机舱前方延伸的低速轴（未示出）连接到机舱。
[0003] 在寒冷气候中正常使用时，在特定的气候条件下，冰可能会在风力涡轮机叶片上 堆积，这可能会导致很多问题。风力涡轮机的电力产生性能可能受到不利影响，因为冰可能 会影响到叶片的空气动力学性质和转子的转动质量。冰的碎片可能会在使用时被从转动叶 片抛掷下来，而这可能是极其危险的。
[0004] 积冰的提示或早期检测显然是非常有益的，因此可以响应于它而采取适当的动 作，以去除积冰，从而防止这些问题。例如，停止风力涡轮机转子的转动以防止冰从叶片抛 掷，或打开除冰设备（例如加热器）以便可控地除冰或防止其聚集。于是，利用早期积冰检 测，降低了风力涡轮机运行风险并改善了风力涡轮机的电力产生。尽管如此，仍然希望使积 冰的误检测最小化。这是因为为了消除冰导致的问题而采取的措施实际减少了风力涡轮机 产生的电量。
[0005] 已知通过检测从风力涡轮机叶片脱落的冰来检测积冰。这样做的一种方法是检测 不平衡的转子，当在风力涡轮机叶片上形成的冰掉落时会出现不平衡的转子。不过，在冰从 风力涡轮机叶片掉落时，已经导致了显著的风险。
[0006] 此外，这样的布置使用加速度传感器或应变计传感器来检测积冰。这些传感器对 位置十分敏感。因此，需要大量的这些传感器来检测整个风力涡轮机叶片上不同位置的积 冰，这是非常昂贵（和冗长）的。
[0007] 早期检测是困难的，因为风力涡轮机叶片上积冰的早期有害影响很小，并且可能 在风力涡轮机运行特性的正常变化之内。国际专利申请NO.W02004/104412的系统旨在解 决这个问题。它描述了一种检测风力设备的转子叶片上的积冰的方法。在该方法中，将诸 如利用风速产生的功率之类的工作参数的检测值与存储值比较，存储值是测量的外部温度 的函数。根据比较结果，修改风力涡轮机的工作（例如停止转子的转动）或修改工作参数 的存储值，以改善冰检测的可靠性，从而考虑特定风力涡轮机的特性，以试图减少积冰的误 显不。
[0008] Matthew C. Homola、Muhammad S. Virk、Per J. Nicklasson 和 Per A. Sundsb0 的文 章 "Performance losses due to ice accretion for a5MW wind turbine，'（2011 年 6 月 2 日 |D0I :10. 1002/we. 477，Wind Energy by John Wiley Sons，Ltd)公开了一项对由于大型卧轴 式风力涡轮机叶片上积冰导致的功率性能损失的研究，该项研究是利用针对雾淞冰条件的 计算流体动力学（CFD)和叶片基元动量（BEM)计算进行的。该文章建议改变涡轮机控制器 以改善利用结冰叶片的发电，但这涉及到利用复杂的CFD模型来估计性能损失。


【发明内容】

[0009] 本文描述的本发明实施例鲁棒而准确地检测至少一个风力涡轮机叶片上的积冰， 除了风力涡轮机叶片上通常提供的专用于检测叶片上结冰的传感器之外，无需额外的传感 器。本文描述的本发明实施例使用气象数据和功率曲线信息来检测积冰。本文描述的本发 明实施例使用一种算法和方法，通过现有的信息和标准传感器，来以高概率检测积冰。例 如，这是利用从风力涡轮机监视控制和数据采集系统（SCADA)输入的周期性地（例如每5 分钟）产生的功率性能曲线和环境传感器数据、涡轮机运行参数，连同来自各种误差数据 库的数据，例如误差记录、警报和停止条件来实现的。在本范例中，在涡轮机的性能在相继 数量的周期中下降超过预定义量且由环境参数或状况信息、涡轮机参数配置和误差数据库 给出特定指示时，建立积冰警报标记。可以将这样的警报或警报标记用于各种目的，例如激 活除冰动作，风力涡轮机控制或例如通过停止转子转动来停止风力涡轮机。这种布置有助 于避免不必要地停止风力涡轮机；它提供了通过从通常安装于风力涡轮机上的标准传感器 提供的数据提供高概率的一个或多个风力涡轮机叶片上准确的积冰检测。
[0010] 在其各方面中，在下面的独立权利要求中定义了本发明，现在应当参考权利要求。 在下面的从属权利要求中定义了有利特征。
[0011] 本发明的优选实施例在下文得到更详细的描述并采取一种风力涡轮机叶片积冰 检测器的形式，该检测器被配置成接收由风力涡轮机产生的功率的指示以及风力涡轮机的 多个环境条件的指示。它还被配置成接收与风力涡轮机的运行相关的误差的指示。由检测 器处理这些指示以提供风力涡轮机叶片的积冰的指示。此外或作为替代，风力涡轮机叶片 积冰检测器被配置成接收风力涡轮机在多个不同时段中产生的功率的指示以及风力涡轮 机在多个不同时段的多个环境条件的指示；并处理这些指示以提供风力涡轮机叶片的积冰 的指示。
[0012] 在本发明的一方面中，提供了一种检测至少一个风力涡轮机叶片上的积冰的方 法，所述方法包括：测量由风力涡轮机产生的功率；测量所述风力涡轮机的多个环境条件； 检查与所述风力涡轮机的运行相关的误差；以及根据所测量的产生功率、所测得的多个环 境条件和根据检查的结果的误差，指示至少一个风力涡轮机叶片上的积冰。
[0013] 在本发明的另一方面中，一种检测至少一个风力涡轮机叶片上的积冰的方法，所 述方法包括：在多个不同时段中测量风力涡轮机产生的功率和所述风力涡轮机的多个环境 条件；以及根据在所述多个不同时段中所测量的产生功率和所测量的多个环境条件，指示 至少一个风力涡轮机叶片上的积冰。
[0014] 在本发明的另一方面中，提供了一种风力涡轮机叶片积冰检测器，其被配置成：接 收风力涡轮机产生的功率的指示；接收所述风力涡轮机的多个环境条件的指示；接收与所 述风力涡轮机的运行相关的误差的指示；以及根据所产生功率的指示、多个环境条件的指 示和误差的指示，提供风力涡轮机叶片的积冰的指示。
[0015] 在本发明的又一方面中，提供了一种风力涡轮机叶片积冰检测器，其被配置成：接 收在多个不同时段中由风力涡轮机产生的功率的指示以及在所述多个不同时段中所述风 力涡轮机的多个环境条件的指示；以及根据所述多个不同时段中所产生功率的指示和所述 多个不同时段中多个环境条件的指示，提供风力涡轮机叶片的积冰的指示。
[0016] 本发明的所有这些方面利用风力涡轮机上通常提供的传感器准确地检测至少一 个风力涡轮机叶片上的积冰。

【专利附图】

【附图说明】
[0017] 现在将以举例的方式并且参考附图描述本发明的优选实施例，在附图中：
[0018] 图1是已知风力涡轮机的前视图；
[0019] 图1A是体现本发明一方面的风力涡轮机叶片积冰检测器的示意图；
[0020] 图2是由图1A的风力涡轮机叶片积冰检测器执行的方法的示意图；
[0021] 图3是包括图1A的风力涡轮机叶片积冰检测器的风力涡轮机的Λ功率之与时间 的曲线图；
[0022] 图4是风力涡轮机产生的功率相对风速的曲线图；
[0023] 图5是风力涡轮机产生的功率相对风速的另一曲线图；
[0024] 图6是风力涡轮机产生的功率相对风速的另一曲线图；
[0025] 图7是与风力涡轮机的功率测量相关的各种参数相对时间的一系列曲线图；
[0026] 图8是风力涡轮机被暴露于的各种环境参数相对时间的一系列曲线图；以及
[0027] 图9是由图1Α的风力涡轮机叶片积冰检测器执行的方法的流程图。

【具体实施方式】
[0028] 图1Α中示出了风力涡轮机叶片积冰检测器65的示意图。它可以实施于家用或轻 型公共设施用途的小型风力涡轮机上，但主要用于大型风力涡轮机上，例如适用于例如风 电场上大规模发电的那些风力涡轮机。在这种情况下，转子的直径可以大到100米或更大。 风力涡轮机叶片积冰检测器被配置成从风力涡轮机接收电信号形式的指示，其中包括：风 力涡轮机67产生的功率；风力涡轮机69的环境条件；以及与风力涡轮机71相关的误差。 如下文更详细所述那样，它处理这些指示或信息，以电信号的形式提供风力涡轮机叶片的 积冰的指示。从输出73输出这一指示。
[0029] 图2示出了由图1Α的风力涡轮机叶片积冰检测器67实施的方法的大致概要50。
[0030] 通常，这种检测风力涡轮机叶片52上积冰的方法包括收集和处理与风力涡轮机 54的工作和环境条件相关的各种具体数据。在叶片积冰诊断中，将这些因素与特定阈值比 较，并根据这些数据是否超过这些阈值来给出积冰检测的指示。
[0031] 更详细地讲，测量风力涡轮机54产生或制造的功率56和风力涡轮机被暴露于的 风的风速与风向58。还测量风力涡轮机被暴露于的其他环境条件或涡轮机结冰状况60。 这些是通常预期的冰存在的因素，例如环境温度以及可视性、降水水平和露点。发明人认识 至IJ，后面这些因素对于做出特别准确的积冰预测是最重要的。还询问或检查风力涡轮机参 数设置和误差记录62,还做出涡轮机工作误差检查63。
[0032] 向叶片结冰验证器64中输入所产生的功率56、风速与风向58以及涡轮机结冰状 况信息60。使用这种信息来调节或归一化所测量的所产生功率，以通过在Λ功率产生计算 和测量系统66中产生所谓的△功率曲线，来基本排除风速的影响。还可以考虑风向。在 这种情况下，针对不同的风向推导不同的△功率曲线。
[0033] 在Λ功率产生计算和测量系统66中，通过计算所测量的归一化功率曲线Pmeas与 参考设计功率P Mf之间的差异，推导Λ功率曲线。这是利用方程（1)执行的：
[0034] ΛΡ = Pmeas-Pref = CXdX (VmeasX (Tmeas/293. 15)_1/3)3-Pref (1)
[0035] 其中C是空气动力学常数（针对特定风力涡轮机的常数，取决于风力涡轮机的特 性，主要取决于特定风力涡轮机的设计或型号，还取决于特定风力涡轮机的安装方面，例如 位置和叶片位置），
[0036] d为空气密度，
[0037] Vmeas是风速（机舱处），以及 [0038] Tmeas是环境温度。
[0039] 将这一计算的结果，与风力涡轮机相关的误差（这是通过经由涡轮机工作误差检 查63同时检查误差并通过从涡轮机参数设置和误差记录62中存储的过往检查来询问误差 存储而获得的）以及风力涡轮机工作信息69, 一起输入叶片积冰诊断装置68,风力涡轮机 工作信息69例如包括风力涡轮机是否未产生功率（停止状况），产生功率但对电网或配电 系统没有贡献，或出于其他原因停止了转子的转动。
[0040] 叶片积冰诊断布置68执行若干次检查或与各种阈值进行比较70,以断定是否检 测到积冰。这些包括如下方面。将功率测量值或Λ功率曲线与预定的功率阈值比较，并且 如果违反了这个阈值，就指示或标记△功率曲线异常72。将环境条件与预定环境条件阈值 比较，并且如果违反了这个阈值，则建立指示或标记74。将通过经由涡轮机工作误差检查 或涡轮机参数配置检查76同时检查风力涡轮机工作误差并通过询问存储器获知来自涡轮 机参数设置和误差记录78中存储的过往检查的误差获得的误差检查结果与预定误差阈值 进行比较，并且如果违反了这个阈值，则建立指示或标记。也可以进行80其他参数或条件 的其他测量或检查，并与其他阈值比较，如果违反了这个阈值，则建立对应的标记或做出指 示。如果所有以上比较70都导致建立标记，则检测到积冰82并做出适当指示或建立标记， 因此可以采取适当的动作，例如，打开涡轮机叶片中的加热器。在实践中，建立的标记是承 载形式为数据流中特定位置处的比特（或比特组）的指示的电信号，该比特被设置成特定 值，例如1。于是，如果所有以上比较70都导致建立标记，对这些标记84进行逻辑与操作会 获得输出1，这表示检测到积冰82。
[0041] 图3是针对使用中的风力涡轮机，ΛΡ(Λ功率）相比时间的曲线图90。在正常条 件下，预计ΛΡ在零附近。Λ Ρ的值显著大于零表示一个或多个风力涡轮机叶片上可能有积 冰。于是，图3中由矩形92突出表示的Λ Ρ显著大于零的时段表示风力涡轮机叶片上有积 冰的可能性。由附图标记94表示的ΛΡ恒定高于零的样本是停止风力涡轮机转子并且因 此不产生功率的地方。这种状况被纳入本文所述装置之中，以减小做出积冰误指示的可能 性。下文参考图4论述这种情况。
[0042] 图4是由风力涡轮机产生的平均功率相比风速的曲线图100。该图示出了风力涡 轮机工作的各种状况，以及哪些表示积冰的高概率。
[0043] 预计的功率（上方线条）102是来自所测量风速和典型风力涡轮机功率的最佳似 合曲线，例如标准设计的Vestas V90-2MW。如果对这条曲线进行归一化或微调以考虑构建 或委托的风力涡轮机的特定特性，则改善了本文所述方法的性能。阈值线104 (预计功率线 102正下方的实线）代表预计功率的80% (被微调以适应算法）。这是预计如果叶片上没 有积冰的话，在正常使用中，在任何给定时间，在向电网输电的情况下，在给定风速下，功率 产生不低于发电期间的情况。
[0044] 图4中示出了六种工作状况。由虚线例示工作状况之间的分离。状况1是，风速低 于3. 5m/s并且风力涡轮机不产生任何功率（停止状况）。状况2是风速大于或等于3. 5m/ s，但风力涡轮机因为另一个原因而停止。状况3是风速大于或等于3. 5m/s，但小于6. 5m/ s，并且风力涡轮机正在发电但对电网无贡献。状况4是风速大于或等于6. 5m/s，并且功率 产生小于阈值且小于400kW(这就是所谓的"表现不佳（under perform) "区域）。状况5是 风速大于或等于6. 5m/s，并且功率产生小于阈值且大于或等于400kW(这就是另一个所谓 的"表现不佳"区域）。状况6是风速大于或等于6. 5m/s且风力涡轮机正在发电并如预期 那样对电网做贡献。
[0045] 图5是由风力涡轮机产生的平均功率相比归一化风速的曲线图150。示出了在给 定风速下产生更大功率的上面的曲线152即为实际功率曲线，该实际功率曲线示出了风力 涡轮机正在如预期那样运转。示出在给定风速下产生较少功率的下面的曲线154(由椭圆 156突出表示）即为示出了涡轮机正在运转于"表现不佳"区域的实际功率曲线。这种情况 示出了在与环境条件一起被注意时的至少一个风力涡轮机叶片积冰的高概率。
[0046] 图6的曲线图200还示出了由风力涡轮机产生的平均功率相比归一化风速的关 系。这是一个更复杂的范例，每个不同符号代表不同天的采样点。这些天是当有理由预期有 积冰时的冬季期间的连续天。在这些不同天期间，风力涡轮机工作于上述六种不同状况下。 在曲线202和204表示的一些天中，风力涡轮机一直在工作，而不进入表示可能积冰的表现 不佳状况4和5中。在曲线202代表的天中，风力涡轮机部分工作于状况6中，在状况6中 它如预期那样工作并对电网做贡献。在曲线204表示的天中，风力涡轮机仅在状况1和3 下工作，因此它或者不产生任何功率，或者产生功率但不对电网做贡献。在曲线206和208 表示的一些天中，风力涡轮机有时通过进入表示可能积冰的表现不佳状况4和5中而工作。 在曲线206表示的天中，在其表现不佳的显著时段内，风力涡轮机工作于状况4下，产生小 于400kW的功率。在曲线208表示的天中，风力涡轮机在其表现不佳的显著时段内工作于 状况5下，但产生超过或等于400kW的功率。
[0047] 图7示出了与风力涡轮机的功率测量相关的各种参数相比时间的一系列曲线图。 它们是结冰可能性300、表现不佳状况302、工作状况304、叶片间距306、风速308、转子旋转 速度310和所产生功率312。由椭圆示出的区域316突出显示了所产生的实际功率小于预 期功率时的时间。实际上，如椭圆所示的区域316所突出显示的，表现不佳状况被示为是从 图4的表现不佳算法曲线产生的。于是，从这一信息给出了指示，即有可能有积冰。不过， 图8中所示系列曲线图中的一些增强了积冰的确定性，图8示出了风力涡轮机还被暴露于 的各种环境参数或状况相比时间的关系。这些包括降水类型318(在本范例中使用0和6 之间的值，每个数字表示不同的降水类型，例如包括无降水、下雨、下雪或雨和雪的组合）、 降水总和或深度320、可见度（距离）324、气压326、湿度328、温度-露点330、露点332和 温度334。图8中还示出了冰载荷322,其仅用于测试目的，以验证装置的有效性并在下文 中进一步论述其。冰载荷测量不形成正常使用中的装置的一部分。
[0048] 图9的流程图400更详细地示出了检测器（图1A的检测器67)如何使用这些各 种参数来指示至少一个风力涡轮机叶片上的积冰。
[0049] 检测器周期性地开始尝试检测至少一个风力涡轮机叶片402上的积冰。计数器 404进行检查406,以判断是否是在所需的预定数量的不同时段中做出和接收测量结果。在 本范例中，所需的数量或计数为五。不过，这个数量一般是三或更大。如果已经检查了少于 预定数量的不同时段（在这里，这是如仅启动计数器的情况，因此计数器为零），那么在接 下来的时段内（在这种情况下，是在5分钟408内）接收相关数据。但典型地，该时段介于 1和20分钟之间或介于2和10分钟之间。在这个时段，接收410功率曲线数据的指示。亦 艮P，在该时段中已被利用上述方程（1)调节以排除风速和风向作用于风力涡轮机上的影响 的由风力涡轮机产生的功率的指示。还已经通过考虑个体或特定风力涡轮机的停止条件及 其在投入运行之后自身的运行情况对功率曲线进行了归一化。然后将功率曲线或功率曲线 的指示与图4所示的预期实际功率曲线或Granberget功率曲线412进行比较410。这条功 率曲线可以基于个体风力涡轮机或由一组风力涡轮机中的风力涡轮机产生的平均功率，该 组风力涡轮机包括被测试以发现风力涡轮机叶片积冰的风力涡轮机。如果所测量功率曲线 在图4的范例的状况6下下降，亦即其正常产生供应给电网的功率，那么将计数器重置为零 412,该过程在步骤404从计数器重新开始。不过，如果所测量功率曲线在图4范例的状况 6下未下降，那么从风力涡轮机的适当传感器接收的指示或信号中检查414至少一个环境 条件。这可以包括例如环境温度。如果这些环境条件使得预计没有积冰事件416,例如，如 果环境温度高于2°C (超过0°C也是一种可能），那么由检测器建立误差标记或提供误差指 示，从而可以采取418适当的动作。如果这些环境条件使得预计有积冰事件，例如，如果环 境温度高于2°C，那么进行其他检查420。这些包括环境条件以及风力涡轮机工作误差422， 环境条件包括气象条件，例如可见度、降水、露点和湿度。如果存在一个或多个误差，那么由 检测器建立误差标记或提供误差指示，从而可以采取418适当的动作。如果没有误差，而且 突破了预定义的一个或多个环境条件或气象条件的预定义极限，例如，（环境温度-露点） 低于3. 5°C，相对湿度超过80%，且可见度小于600米，那么递增计数器424,以表示已经在 某一时间或采样周期中进行测量并接收了测量结果。然后重复该过程或方法，利用计数器 404检查406判断是否在要求的预定数量的不同时段中进行测量并接收了测量结果。如果 达到了所需的数量（在本范例中，为五个），那么建立警报或给出指示：在至少一个风力涡 轮机叶片426上检测到冰或至少可能有冰。于是，产生了冰概率曲线。换言之，根据多个不 同时段中产生的功率指示来提供风力涡轮机叶片的积冰指示。
[0050] 在本范例中，在步骤420中检查的环境或气象条件对于在关于结冰的可能性的警 告侧上的错误稍微有点保守。例如，在实践中，可见度可能比指示的更高，（环境温度-露 点）可能低于指示值，相对湿度可能高于指示值。
[0051] 返回到图8,在椭圆350、352、354、356突出显示的区域中展示了该装置的有效性。 在区域350中，由结冰可能性1表示结冰可能性。同时，如由冰载荷曲线图所示并由区域 352突出显示的，冰载荷从0增大，表示积冰。在由区域356突出显示的稍后时间，冰载荷达 到平稳段（保持大致恒定），而由区域354突出显示的结冰可能性从存在可能（结冰可能性 为1)到该装置指示的无可能性（结冰可能性为〇)振荡。
[0052] 总之，积冰检测器使用在例如每5分钟从风力涡轮机SCADA产生的功率曲线或Λ 功率曲线，以及环境传感器数据，连同各种数据库（例如误差记录，警报和停止条件）。在涡 轮机的性能相继下降超过例如该区域中的五次或保持在"表现不佳"区域（在该区域中，指 示出冰的可能性（或仅仅指示冰的可能性）连同环境参数或状况信息和其他数据库信息） 中时，建立积冰警报标记。
[0053] 总之，另一种装置的范例如下所述工作。对所测量功率曲线进行归一化，以排除风 速对功率曲线变化的影响。通过计算所测量归一化功率曲线与参考设计功率之间的差异， 推导△功率曲线。此外，考虑风速的方向。亦即，针对不同的风向推导△功率曲线。根据 不同的风力涡轮机平台和风力涡轮机地理位置来监测Λ功率曲线。Λ功率曲线与组平均 值之间大于预定义阈值的任何偏差都被视为异常。在检测到△功率曲线的异常时，针对冰 状况，检查来自气象传感器的输入，例如低于〇°C的温度。该系统还检查风力涡轮机运行状 况以排除由风力涡轮机操作误差或不同风力涡轮机操作模式（例如噪声模式）导致的Λ 功率曲线异常。结果，做出了涡轮机叶片上存在积冰的诊断。
[0054] 可以在硬件中实现检测器或者可以将检测器实现为软件，如计算机上运行的计算 机程序。可以在诸如固态存储器、硬盘驱动器、⑶-ROM或DVD-ROM之类的计算机可读介质 上提供计算机程序。
[0055] 已经参考范例实施方式，纯粹为了例示而描述了本发明。本发明并不受到这些实 施方式的限制，因为技术人员容易想到很多修改和变化。要根据后附权利要求理解本发明。
【权利要求】
1. 一种检测至少一个风力涡轮机叶片上的积冰的方法，所述方法包括： 测量由风力涡轮机产生的功率； 测量所述风力涡轮机的多个环境条件； 检查与所述风力涡轮机的工作相关的误差；以及 根据所测量的所产生的功率、所测量的多个环境条件和作为所述检查的结果的误差的 存在，指示至少一个风力涡轮机叶片上的积冰。
2. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 调节所测量的所产生的功率以基本排除风速和风向中的至少一个的影响。
3. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 调节所测量的所产生的功率以基本排除风速和风向两者的影响。
4. 根据权利要求3所述的方法，还包括： 通过基于空气密度、风速、环境温度、风力涡轮机特性中的至少一个，推导Λ功率曲线 作为所测量的所产生的功率，来调节所测量的所产生的功率以基本排除风速和风向两者的 影响。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述△功率曲线被推导为： CXdX (VffleasX (Tffleas/293. 15)-1/3)3-Pref 其中 C是针对所述风力涡轮机的常数， d是所述风力涡轮机处的空气密度， V_s是所述风力涡轮机处的风速， T_s是所述风力涡轮机处的环境温度，以及 PMf是所述风力涡轮机的参考设计功率。
6. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述多个环境条件包括风。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述多个环境条件包括风速和风向。
8. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述多个环境条件包括如下中的 至少一项：可见度、降水、露点、湿度。
9. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，将所测量的所产生的功率与一组 风力涡轮机中的包括所述风力涡轮机的风力涡轮机产生的平均功率进行比较。
10. -种检测至少一个风力涡轮机叶片上的积冰的方法，所述方法包括： 在多个不同时段中测量风力涡轮机产生的功率和所述风力涡轮机的多个环境条件；以 及 根据在所述多个不同时段中所测量的所产生的功率、所测量的多个环境条件，来指示 至少一个风力涡轮机叶片上的积冰。
11. 根据权利要求10所述的方法，还包括： 在所述多个不同时段中检查与所述风力涡轮机的工作相关的误差；以及 根据作为所述检查的结果的误差的存在，指示至少一个风力涡轮机叶片上的积冰。
12. 根据权利要求10或权利要求11所述的方法，还包括： 调节所测量的所产生的功率以基本排除风速和风向中的至少一个的影响。
13. 根据权利要求10或权利要求11所述的方法，还包括： 调节所测量的所产生的功率以基本排除风速和风向两者的影响。
14. 根据权利要求13所述的方法，还包括： 通过基于空气密度、风速、环境温度、风力涡轮机特性中的至少一个，推导Λ功率曲线 作为所测量的所产生功率，来调节所测量的所产生的功率以基本排除风速和风向两者的影 响。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述△功率曲线被推导为： CXdX (VffleasX (Tffleas/293. 15)-1/3)3-Pref 其中 C是针对所述风力涡轮机的常数， d是所述风力涡轮机处的空气密度， V_s是所述风力涡轮机处的风速， T_s是所述风力涡轮机处的环境温度，以及 PMf是所述风力涡轮机的参考设计功率。
16. 根据权利要求10到15中的任一项所述的方法，其中，所述多个环境条件包括风。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中，所述多个环境条件包括风速和风向。
18. 根据权利要求10到17中的任一项所述的方法，其中，所述多个环境条件包括以下 中的至少一项：可见度、降水、露点、湿度。
19. 根据权利要求10到18中的任一项所述的方法，其中，将所述所测量的所产生的功 率与一组风力涡轮机中的包括所述风力涡轮机的风力涡轮机产生的平均功率进行比较。
20. -种用于在计算机上实施根据权利要求1到19中的任一项所述的方法的计算机程 序。
21. -种计算机可读介质，包括用于在计算机上实施根据权利要求1到21中的任一项 所述的方法的计算机程序。
22. -种风力涡轮机叶片积冰检测器，被配置成： 接收由风力涡轮机产生的功率的指示； 接收所述风力涡轮机的多个环境条件的指示； 接收与所述风力涡轮机的工作相关的误差的指示；以及 根据所产生的功率的所述指示、所述多个环境条件的所述指示和误差的所述指示，提 供风力涡轮机叶片上的积冰的指示。
23. 根据权利要求22所述的检测器，进一步被配置成： 调节所产生的功率的所述指示以基本排除风速和风向中的至少一个的影响。
24. 根据权利要求22所述的检测器，进一步被配置成： 调节所产生的功率的所述指示以基本排除风速和风向两者的影响。
25. 根据权利要求24所述的检测器，进一步被配置成： 通过基于空气密度、风速、环境温度、风力涡轮机特性中的至少一个，推导Λ功率曲线 作为所测量的所产生的功率，来调节所测量的所产生的功率以基本排除风速和风向两者的 影响。
26. 根据权利要求25所述的检测器，其中，所述△功率曲线被推导为： CXdX (VffleasX (Tffleas/293. 15)-1/3)3-Pref 其中 C是针对所述风力涡轮机的常数， d是所述风力涡轮机处的空气密度， V_s是所述风力涡轮机处的风速， T_s是所述风力涡轮机处的环境温度，以及 PMf是所述风力涡轮机的参考设计功率。
27. 根据权利要求22到26中的任一项所述的检测器，其中，所述多个环境条件包括风。
28. 根据权利要求27所述的检测器，其中，所述多个环境条件包括风速和风向。
29. 根据权利要求22到28中的任一项所述的检测器，其中，所述多个环境条件包括以 下中的至少一项：可见度、降水、露点、湿度。
30. 根据权利要求22到29中的任一项所述的检测器，其中，将所产生的功率的所述指 示与一组风力涡轮机中的包括所述风力涡轮机的风力涡轮机产生的平均功率的指示进行 比较。
31. -种风力涡轮机叶片积冰检测器，被配置成： 接收在多个不同时段中由风力涡轮机产生的功率的指示以及在所述多个不同时段中 所述风力涡轮机的多个环境条件的指示；以及 根据所述多个不同时段中所产生的功率的指示和所述多个不同时段中所述多个环境 条件的指示，提供风力涡轮机叶片的积冰的指示。
32. 根据权利要求31所述的检测器，进一步被配置成： 在所述多个不同时段中接收与所述风力涡轮机的工作相关的误差的指示；以及 根据所述多个不同时段中的所述误差，提供风力涡轮机叶片的积冰的指示。
33. 根据权利要求31或权利要求32所述的检测器，进一步被配置成： 调节所产生的功率的所述指示以基本排除风速和风向中的至少一个的影响。
34. 根据权利要求33所述的检测器，进一步被配置成： 调节所产生的功率的所述指示以基本排除风速和风向两者的影响。
35. 根据权利要求34所述的检测器，进一步被配置成： 通过基于空气密度、风速、环境温度、风力涡轮机特性中的至少一个，推导Λ功率曲线 作为所测量的所产生的功率，来调节所测量的所产生的功率以基本排除风速和风向两者的 影响。
36. 根据权利要求35所述的检测器，其中，所述△功率曲线被推导为： CXdX (VffleasX (Tffleas/293. 15)-1/3)3-Pref 其中 C是针对所述风力涡轮机的常数， d是所述风力涡轮机处的空气密度， V_s是所述风力涡轮机处的风速， T_s是所述风力涡轮机处的环境温度，以及 PMf是所述风力涡轮机的参考设计功率。
37. 根据权利要求31到36中的任一项所述的检测器，其中，所述多个环境条件包括风。
38. 根据权利要求37所述的检测器，其中，所述多个环境条件包括风速和风向。
39. 根据权利要求31到38中的任一项所述的检测器，其中，所述多个环境条件包括以 下中的至少一项：可见度、降水、露点、湿度。
40. 根据权利要求31到39中的任一项所述的检测器，其中，将所产生的功率的所述指 示与一组风力涡轮机中的包括所述风力涡轮机的风力涡轮机产生的平均功率的指示进行 比较。
41. 一种风力涡轮机，包括根据权利要求22到40中的任一项所述的风力涡轮机叶片积 冰检测器。
【文档编号】F03D11/00GK104066983SQ201280067719
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年12月19日 优先权日:2011年12月22日
【发明者】周予, P·Y·兆, A·沙巴纳瓦尔, C·K·尼尔森 申请人:维斯塔斯风力系统集团公司