风电机组叶片覆冰风险分析及应对措施

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.S1.0117

中国安全科学学报 ›› 2024, Vol. 34 ›› Issue (S1): 199-204.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.S1.0117

风电机组叶片覆冰风险分析及应对措施

李存义¹(), 张博¹^,², 范晓旭³^,^**()

¹ 龙源(北京)新能源工程技术有限公司, 北京 100034
² 国家能源风电运营技术研发(实验)中心,陕西西安 710309
³ 龙源电力集团股份有限公司,北京 100034

收稿日期:2023-10-31 修回日期:2023-12-22 出版日期:2024-06-30
通信作者:
**范晓旭(1982—),男,山东泰安人,博士,高级工程师,主要从事风电机组控制和优化技术方面的工作。E-mail:12079306@ceic.com。
作者简介:
李存义 (1990—),男,陕西宝鸡人,硕士,工程师,主要从事新能源技术方面的工作。E-mail: 12099959@ceic.com。
张博, 高级工程师。
基金资助:
国家能源集团科技创新项目(GJNY-21-9)

Risk analysis and countermeasures of wind turbine blade icing

LI Cunyi¹(), ZHANG Bo¹^,², FAN Xiaoxu³^,^**()

¹ Longyuan (Beijing) New Energy Engineering Technology Co., Ltd., Beijing 100034, China
² National Energy Wind Power Operation Technology R&D Center, Xi'an Shaanxi 710309, China
³ China Longyuan Power Group Corporation Limited, Beijing 100034, China

Received:2023-10-31 Revised:2023-12-22 Published:2024-06-30

摘要/Abstract

摘要：

为促进新形势下冬季覆冰区域风电机组的安全运营和安全管理,分析风电机组落冰安全风险、设备运行风险、电力供应风险是最为严重的叶片覆冰风险。基于这些风险,提出叶片覆冰厚度监测法与机组运行数据监测法相结合的综合覆冰监测方法和风电机组安全运行分级。阐述国内首例大型在役风电机组复合涂层防冰技术方案设计与施工工艺。结果表明:复合涂层防冰技术方案可有效解决风电机组覆冰问题,可为类似工程项目提供参考。

关键词: 风电机组, 叶片, 覆冰, 监测, 防冰技术

Abstract:

In order to promote the safe operation and safety management of wind turbines in icing areas during winter under the new situation, the safety risk of wind turbine falling ice, equipment operation risk, and power supply risk were analyzed, and they are the most serious risks of blade icing. Based on these risks, a comprehensive ice monitoring method based on the combination of blade ice thickness monitoring method and wind turbine operation data monitoring method was proposed, and the safe operation of the wind turbine was classified. This article elaborated on the design and construction process of the first composite coating anti-icing technology scheme for large-scale in-service wind turbines in China. The results indicate that the composite coating anti-icing technology solution can effectively solve the problem of wind turbine icing and can provide a reference for similar engineering projects.

Key words: wind turbine, blades, icing, monitoring, anti-icing technology

中图分类号:

X934

李存义, 张博, 范晓旭. 风电机组叶片覆冰风险分析及应对措施[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(S1): 199-204.

LI Cunyi, ZHANG Bo, FAN Xiaoxu. Risk analysis and countermeasures of wind turbine blade icing[J]. China Safety Science Journal, 2024, 34(S1): 199-204.

图/表 7

图1

表1

图2

图3

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参考文献 18

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覆冰等级	覆冰厚度/ mm	风能利用系数偏差率/%	状态描述
1	0	[0,5)	机组无覆冰或覆冰对机组正常发电影响非常小;覆冰对机组设备几乎没有或非常低的潜在危害
2	[0,1)	[5,10)	机组覆冰程度较低或覆冰对机组正常发电影响较小;覆冰可能对机组设备造成一些潜在危害,但在正常条件下,大概率不会对设备造成明显的损坏
3	[1,5)	[10,40)	机组覆冰程度中等或覆冰对机组正常发电影响较大;长期运行覆冰可能对机组设备造成一定的损坏
4	[5,10)	[40,70)	机组覆冰严重或覆冰对机组正常发电影响很大;长期运行覆冰可能对机组设备造成重大的损坏
5	[10,∞)	[70,100]	机组覆冰非常严重或覆冰对机组正常发电影响非常大;长期运行覆冰可能对机组设备产生特别重大的影响

风电机组叶片覆冰风险分析及应对措施

Risk analysis and countermeasures of wind turbine blade icing

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