叶片结冰对三桩基础海上风机自振特性的影响

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风机叶片覆冰机理与预测分析

风机叶片覆冰机理与预测分析摘要：叶片覆冰是降低风机整体结构性能与发电效率的最主要原因。

风机叶片表面覆冰后会改变气动性能，从而降低风力机的发电效率。

同时，覆冰会引起叶片载荷增大和质量分布不平衡，从而使结构本身的固有频率有所改变，可能会导致风机叶片在运行中产生共振响应。

因此，本文探讨了风机叶片覆冰机理与预测，以供参考。

关键词：风机叶片；覆冰机理引言我国地域辽阔，风能资源蕴藏丰富，风能资源好的地方主要集中在西北及沿海地区，南方地区电力需求量大，有利于风电就地消纳。

但是，由于南方地区风资源丰富地区都在高海拔的山区和湖泊附近，南方冬季气候低温高湿，经常遇到低温冻害天气，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，所以研究有关风力机组防覆冰技术是十分有意义的。

1风机叶片覆冰机理1.1覆冰机理冰是受到低温影响，由液体进行放热后固化的产物。

目前，对于风机叶片覆冰问题大都基于飞机高空飞行覆冰机理进行研究。

虽然两者覆冰机理相同，从微观来看都是结构捕获大量过冷水滴后在结构表面冻结的过程。

但是，风机叶片结冰与飞机结冰的气象条件和过程有较大差别。

飞机结冰环境条件是由水汽团冷凝和冰晶等大气悬浮物组成，覆冰过程的主要特点是过冷水滴与结构表面短时间的高速撞击。

而风机叶片结冰气候条件是由冷冻的细雨、湿雪或结冰雾、云和霜等水汽凝结物沉积形成，覆冰主要特点是过冷水滴与结构表面长时间慢速撞击的过程。

飞机结冰研究已经有大量成熟成果。

但是，在雨和霜条件下，风机叶片结冰机理及冰形预测研究较少，还未形成风机结冰设计标准。

风机叶片覆冰气象条件需要满足冻结水滴气温（0℃以下）和大气中含有三种状态水（水蒸气、液态水和固态）。

风机在高寒潮湿地区工作时，大气环境中的过冷水滴会随风飘过风机。

由于不同直径水滴具有不同质量和惯性力，撞击叶片时具有不同的运动轨迹。

这些决定了冰量、冰厚及冰密度等覆冰类型。

1.2覆冰类型及分类叶片表面结冰主要有雨凇、雾凇和混合凇三种类型：雨凇。

论“三高一低”风电场除冰系统的综合应用

论“三高一低”风电场除冰系统的综合应用陈　军　杜小东（四川省能投美姑新能源开发有限公司）摘　要：风力发电机组的运行环境十分恶劣，风轮叶片这一风电机组的关键部件在实际运行中会遭受各种环境的考验，其中叶片表面结冰问题是一个亟待解决的难点，尤其是“三高一低”（高海拔、高湿度、高风速、低温）环境下风机叶片的结冰问题尤为严重。

风轮叶片结冰后，叶片的气动外形发生改变，这会造成风机的发电功率降低。

结冰严重时，风机必须停机。

在实际应用中，单一的叶片除冰方式在面对“三高一低”气候环境时，防除冰效果差强人意，所以叶片除冰方式的综合应用显得尤为重要，本文以凉山州美姑县兴达风电场特定环境气候为背景，从投用碳布加热除冰方式后的效果进行分析，对比试验，从而得出应用效果最佳的防除冰方法。

关键词：叶片防除冰；碳布加热；三高一低；综合应用０　引言兴达风电场地处四川省凉山彝族自治州美姑县井叶特西乡和合姑洛乡境内，距离美姑县城约１８ｋｍ。

平均海拔在３２００～３９６０ｍ，属于高海拔山地风电场，总面积约１２５ｋｍ２，共计安装２０台单机容量２５００ｋＷ风力发电机，总装机５０ＭＷ。

风机采用水平轴、三叶片、上风向结构布局，变转速、变桨距角调节控制策略，直接驱动永磁同步发电机发电并网运行的风力发电机组。

目前该风场２５台风机都配备了碳布加热系统，但从实际运行的效果来看，达不到理想的除冰效果。

基于此，本文从目前投入的除冰系统的运行效果进行分析，结合在该地区做的不同颜色的叶片自然状态下结冰后的化冰速度实验，归纳总结一种比较高效的多种方式相结合的除冰方式。

１　风场的环境气候特征兴达风电场地处四川省凉山彝族自治州美姑县井叶特西乡和合姑洛乡境内，距离美姑县城约１８ｋｍ。

该风电场属于典型的亚热带季风高海拔气候，区域叶片每年结冰时间约２０天，结冰类型主要为雾凇。

风机叶片覆冰

风机叶片覆冰案例：2016年1月23日至2016年1月26日受湿冷天气影响，某风场部分风机覆冰停运。

该风场在一月份共计有3次覆冰，累计停运时间85.32小时，根据当时停机风速3.58m/s，计算得到损失电量约为39220kw·h。

一、叶片覆冰的影响叶片覆冰是在室外温度接近甚至低于0℃，并且空气湿度比较大的情况下（如大雾天气），造成的叶片周围被冰所覆盖的现象。

在冻雨或雨雪天气，并且遇到低温时，叶片极易产生覆冰。

叶片覆冰对风机所产生的影响呢如下：（1）影响叶片的气动性能，从而影响发电量。

风机叶片覆冰，则它的空气动力学轮廓就会变形，减小风能利用系数，从而影响风机的输出功率，使发电量大大减少。

（2）影响叶片寿命，增加维护成本。

另外，叶片表面的大量覆冰会引起风机的附加载荷与额外的振动，从而降低其使用寿命。

如果采用主动除冰的方法，自然会增加其维护成本。

若果采用被动除冰的方法，即在生产制造时就考到覆冰问题或增加除冰设备，会相应增加其运营和维护的成本。

（3）形成了安全隐患。

随着温度的回升，叶片上的覆冰在叶片旋转产生的机械力和自身重力的双重作用下，很容易被甩出去。

而这些落冰可能会损害建筑物和车辆，甚至会伤害到风场的工作人员或者普通公众，埋下了安全隐患。

也正是考虑到这点，所以在确认风机叶片覆冰后，需立即对风机手动停机。

二、除冰方案1、主动除冰可分为敲击等方式的直接除冰法。

最常用的是人工击碎覆冰，但是覆冰多发生在大雪封路时，维护人员不能及时就地处理。

另外，此方法也可能会对叶片造成某些损伤。

2、被动除冰（1）机械除冰利用振动、超声等方式的间接除冰法。

（2）热力除冰利用各种热能加热物件，使物件表面温度超过0℃，从而达到除冰的效果。

常见的方法有电阻丝加热除冰、表面间接加热除冰等。

（3）涂层除冰涂层除冰是通过减弱覆冰与涂层表面之间的粘结力来实现叶片除冰。

目前防冰涂料的类型有：丙烯酸类、聚四氟乙烯类、有机硅类。

三、技术指标（1）防覆冰效果显著。

风力发电叶片防冰技术的研究与发展

风力发电叶片防冰技术的研究与发展引言风力发电是一种清洁、可再生的能源发电方式，其在全球范围内得到了广泛的应用和发展。

然而，随着风电装机容量的不断增加，风力发电叶片结冰问题也日益显现。

冰雪覆盖在叶片上不仅会降低发电效率，还可能导致叶片损坏甚至停机。

因此，风力发电叶片防冰技术的研究与发展显得尤为重要。

1. 风力发电叶片结冰问题的影响在冷雨、雾气、雨夹雪等气候条件下，风力发电叶片很容易结冰。

当叶片结冰时，风力发电机组的发电效率会大大降低，甚至完全无法发电。

此外，冰雪覆盖在叶片上会增加叶片的负荷，提高叶片的表面摩擦，增加振动，严重时会导致叶片的损坏。

因此，风力发电叶片结冰问题不仅影响风力发电站的经济效益，还对风力发电设备的性能和寿命产生不良影响。

2. 风力发电叶片防冰技术的现状目前，有许多不同的风力发电叶片防冰技术被广泛应用。

这些技术包括被动防冰技术和主动防冰技术。

被动防冰技术主要通过改良叶片的表面形态来减少冰雪的附着和增强排冰效果。

常见的被动防冰技术包括采用特殊材料、表面涂层、纳米涂层、凹凸表面等。

这些技术的主要原理是通过降低冰雪附着的能力、提高冰雪脱落的能力，从而减少叶片的结冰问题。

主动防冰技术则通过向叶片表面供给热能或改变叶片表面温度的方法来减少或消除冰雪的积聚。

常见的主动防冰技术包括直接加热、间接加热、超声波加热、微波加热等。

这些技术的主要原理是通过提供足够的热量，使冰雪迅速熔化或产生脱落。

3. 风力发电叶片防冰技术存在的问题与挑战尽管风力发电叶片防冰技术取得了一定的成果，但仍然存在一些问题和挑战。

首先，部分防冰技术的成本较高，造成了风电站建设和运营成本的增加。

在一些寒冷的地区，特别是高纬度地区，需要大量投入用于防冰技术的研发和应用。

其次，现有的防冰技术并非完全可靠。

由于气象条件的多变性和不确定性，特别是在极端天气条件下，叶片上的冰雪可能会再次积聚，导致防冰技术失效。

此外，现有的防冰技术对环境的影响也需要进一步的研究和评估。

风电项目风机叶片覆冰分析研究

风电项目风机叶片覆冰分析研究1.甘肃疆能新能源有限责任公司，甘肃定西7443002. 2.上海发电设备成套设计研究院有限责任公司，上海 200240摘要：我国受季风性气候影响明显，冬季风力资源特别丰富，但风力机组叶片覆冰会对风机运行带来多种不利影响，包括功率损失、气动特性改变、降低疲劳寿命以及安全危害等。

目前，越来越多的防覆冰技术被开发和应用，但是极少有在市场上被广泛推广使用。

本文阐述了某风电项目叶片覆冰对风力机组性能的影响，从覆冰的物理现象出发，重点分析了各种叶片防覆冰技术的优缺点，最后提出了风力机组防覆冰建议及技术的研究方向。

关键词：叶片浮冰；风力机组；防冰技术1 前沿风力发电作为一种安全可靠的清洁能源在环境日益恶化和传统能源短缺的形势下，越来越受各国的关注。

我国具有广阔的草原和漫长的海岸线，具有巨大的风能资源。

但是，我国大部分风力机组分布在北部及东北部地区，这些地区气候寒冷，环境恶劣，风力机组在寒冷地区经常面临覆冰问題。

风力机组的覆冰对其安全运行具有严重影响，进行有关风力机组防覆冰技术的研究具有重要的意义。

本文主要针对某风电项目风机叶片覆冰情况分析及叶片覆冰问题的解决方案进行论述，可为国内各场站及其他风电企业提供参考。

2 风机叶片覆冰概述每年冬季、初春，我国境内（尤其是湖北、江西、湖南、贵州、广西等地区）西北方南下的干冷气流和东南方北上的暖湿气流相汇，当气温在-5～0℃之间，风速在1～15m/s 时，如果遇到潮湿空气、雨水、盐雾、冰雪，特别是遇到冷却水滴后，风电机组叶片、风速风向传感器表面就会发生冻冰现象，导致叶片载荷失均、机组降出力运行甚至保护停机，对设备运行、检修人员带来安全隐患，并直接影响风电场经济效益。

低温、高湿地区风电场风机叶片凝冰问题尤为严重，例如我国华东、中南和西南等地区，加拿大、芬兰、瑞典、丹麦、挪威等国家此问题也较为严重。

因此，风机叶片防凝冰正受到国内外学术界和工业界越来越多的关注，随着对凝冰物理过程研究的深入和各种实验、数值模拟数据的积累，叶片外型优化、主控优化、憎水性/疏水性涂层、电/气加热等降低覆冰影响或防覆冰技术已经逐步在部分试点风场应用。

叶片结冰对风电机组的影响

叶片结冰对风电机组的影响发布时间：2021-11-09T08:17:15.605Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第14期作者：王剑[导读] 山地风电由于地形地貌的关系，有明显的山地气候，小气候复杂多样，高海拔、湿度大、温度低等原因，更容易造成叶片结冰；叶片结冰会造成叶片过载、翼型变化，影响发电量和设备寿命。

环境气温在零度左右时的大雾及冻雨天气是造成风机叶片结冰的主要原因；当机组叶片结冰时，会导致风电机组发电量突然下滑。

叶片结冰后，由于叶片每个截面结冰厚度不一样，使得叶片原有的翼型改变，影响风电机组的载荷，造成机组效率降低。

国家电投集团山西新能源有限公司摘要：山地风电由于地形地貌的关系，有明显的山地气候，小气候复杂多样，高海拔、湿度大、温度低等原因，更容易造成叶片结冰；叶片结冰会造成叶片过载、翼型变化，影响发电量和设备寿命。

环境气温在零度左右时的大雾及冻雨天气是造成风机叶片结冰的主要原因；当机组叶片结冰时，会导致风电机组发电量突然下滑。

叶片结冰后，由于叶片每个截面结冰厚度不一样，使得叶片原有的翼型改变，影响风电机组的载荷，造成机组效率降低。

关键词：风电机组叶片结冰冰冻高海拔湿度大叶片过载桨叶气动性能断裂冻雾结冰、雾凇冰、釉结冰涂层防冰热能除冰山西省山地风电场区域地形为高山丘陵，属亚热带季风湿润气候，由于地形地貌的关系，具有明显的山地气候特征，局部小气候复杂多样，不同区域差异较大；所处环境温度低，海拔高，湿度大，很容易造成叶片结冰，每年的2、3月和11月尤其严重，叶片结冰概率较高。

而2、3月和11月又是每年的大风季节，风机发电量势必受到影响。

叶片结冰会引起风电机组叶片气动性能的变化：一是导致叶片过载、叶片载荷分布不均，造成风电机组出力下降；二是在叶片旋转过程中，当冰层黏着力下降时极易出现冰块脱落，容易伤害周边的人和物；三是叶片结冰严重时，翼型会提前进入失速区，导致桨叶气动性能恶化，造成导致叶片断裂。

风机叶片防冰、除冰方案探讨

风机叶片防冰、除冰方案探讨摘要：对于安装在湿度大、高寒地区的风机，其叶片、风速仪等部件容易结冰。

叶片结冰会对风机运行造成极大的危害，该文重点介绍叶片防冰、除冰的措施方案，比较分析各方案的优缺点。

关键词：叶片结冰防冰除冰风能是一种取之不尽、用之不歇的可再生能源。

近年来，风力发电得到世界各国的普遍关注和优先发展，然而丰富的风资源基本上分布高寒地区和湿度大的沿海地带，环境极其恶劣。

风力发电机在低温条件下，若遇到潮湿空气、雨水、冰霜、雪，特别是遇到过冷却水滴时，其部件就会发生冰冻现象。

叶片结冰对风场、机组运行及人员安全都会带来一定的影响[1-3]，降低发电效率，增加运行载荷与噪音，甚至危及风机及现场维护人员的安全。

因此，叶片防冰、除冰工作显得尤为重要1 叶片防冰、除冰方案国外风机厂商，如Enercon、Siemens、Vestas等针对叶片防冰、除冰做了很多研究工作。

尽管他们的研究成果尚未成熟、未商业化，但其极具参考意义。

机械除冰可分为人工除冰、膨胀管技术除冰两种。

人工除冰借助于操作平台，效率低下，且操作危险系数高，只在覆冰极严重的情况使用。

膨胀管技术除冰，原理如图1。

在最容易结冰的叶片前缘粘贴橡胶膨胀管，利用巨大的叶片离心载荷使其自动膨胀，膨胀后冰层自然脱落。

2 被动式除冰2.1 吸热涂料叶片外表面喷涂黑色涂料，使叶片呈现黑色。

黑色比其他颜色吸热效果好，可以增加叶片表面温度，实现除冰目的。

[4]2.2 疏水涂料防结冰油漆是目前应用范围最为广泛的叶片抗结冰材料，其工作原理是降低叶片表面能，提高疏水性。

优点是成本低，无需特殊的雷电防护，后期维护简单,易于推广。

2.3 化学药剂对于叶片结冰严重的现象，用化学药剂除冰也是可行的。

除冰速度快，效率高；但会污染叶片表面，需要经常维护。

3 主动式除冰3.1 电加热除冰可分为内部电加热和外部电加热两种方式。

内部电加热方案是在叶片内部贴上导电器件，如加热丝。

在叶片结冰时，通电提高叶片内部温度，利用热平衡原理将内部热量传导到叶片外部。

风力发电机组叶片防冻除冰技术进展探究

风力发电机组叶片防冻除冰技术进展探究摘要：风力发电是对当前能源结构的有效补充，其在整个电力供应中的占比在逐年增加，而风电机组受使用环境的影响，在寒冷地区其叶片容易出现结冰的情况，对机组的运行产生较大的影响。

针对这种情况，本文分析了风电机组叶片结冰的原因，提出了具体的预防措施以及除冰措施，对保证风电机组在寒冷地区的稳定运行有重要意义。

关键词：风电发电机组；叶片；防冻；除冰1风电机组覆冰分析1.1覆冰的危害风机叶片覆冰后，其翼型会出现不规则的变形情况，使得叶片表面的高度不均匀，表面的粗糙度增大，导致叶片旋转时的阻力增大，气动性下降，最终使得风机发电效率下降。

此外，叶片覆冰会增加相关零部件的工作负荷，由于覆冰的不均匀性，使得叶片上的质量不平衡，容易使叶片出现较大幅度的振动，进而损害叶片，影响风电机组发电的稳定性。

1.2覆冰原因风力发电机组在选址时通常需要选择风力资源较为丰富的地区，但这些地区在冬季温度较低并且空气中的湿度较大，受两种因素的影响，冬季很容易出现冰点较低并且浓度较大的溶液滴，其冰点低于水的冰点，这些液滴通常处于液态并且不会冻结，不过这些溶液滴的状态并不稳定，当风电机组的叶片处于湿度大并且容易结冰的环境中时，叶片表面就容易出现不同程度的覆冰情况。

1.3叶片覆冰类型不同的区域，其环境条件有所差异，使得空气中过冷却水滴的特性也不一致，导致覆冰的特性与形状并不相同。

在不同的区域环境以及气候环境中，覆冰的种类大致有以下三种：（1）按冰层不同的表面形状分，有雾凇、雨凇、混合淞以及湿雪四种；（2）按冰层的形成机理分，有凝华覆冰、云中覆冰以及降水覆冰三种；（3）按冰层在物体表面增长特性分，有湿增长和干增长两种。

1.4导致叶片覆冰的因素导致风电机组叶片覆冰的原因主要有两种，分别为环境因素与自身因素，其中环境因素影响最大。

环境因素包括风速、温度以及湿度等，环境参数的不同对叶片覆冰情况的影响也不同。

环境因素的影响具体有以下几点：当风机运行环境的温度低于零度时，如果温度继续下降，达到冻结温度时，风机的叶片就会出现覆冰的情况。

浅谈风电机组覆冰的影响及应对措施

浅谈风电机组覆冰的影响及应对措施风电机组覆冰是指在冬季低温高湿的环境条件下，风力发电机组叶片和机舱等部件上会凝结出一层或多层冰。

这会对风电机组的正常运行造成一定的影响，甚至会导致机组停机，从而影响风电发电的效率和稳定性。

探讨风电机组覆冰的影响及应对措施对于提高风电发电的可靠性和经济性具有重要意义。

一、风电机组覆冰的影响1.减少发电量：风电机组覆冰会增加叶片的阻力，导致风轮旋转速度减慢，从而减少了叶片的风能利用率，降低了发电量。

2.增加振动和噪音：叶片上的覆冰会增加叶片的质量和不平衡，导致风电机组的振动和噪音增加，这不仅降低了机组的运行稳定性，也会影响周围环境的舒适度。

3.影响叶片表面光滑度：叶片覆冰会导致叶片表面不平整，影响了叶片的气动性能，减少了叶片的工作效率。

4.安全隐患：覆冰会增加叶片的负载，导致叶片疲劳损伤增加，可能会对叶片结构造成损坏，存在安全隐患。

5.降低机组可靠性：风电机组在长时间覆冰的情况下，可能会导致机组停机，进而影响风电发电的可靠性和稳定性。

1.叶片加热系统：通过给叶片安装加热器，利用电阻加热或者热液循环系统加热叶片表面，可以有效地防止叶片覆冰。

2.叶片表面涂层：采用防冰涂层技术，可以使叶片表面具有防水、防冰、抗冰粘附等性能，降低叶片覆冰的可能性。

3.变桨：适时采用变桨技术，使叶片调整至最佳角度，减少叶片表面的冰的积聚。

4.气象预警系统：利用气象预警系统及时监测气象条件，提前预警可能出现的覆冰情况，采取相应的措施进行防护。

5.结冰传感器：通过在叶片、桅杆和机舱等部位安装结冰传感器，实时检测结冰情况，及时采取相应措施。

6.抗冰性能测试：在研发和生产风电机组时，应该对叶片的抗冰性能进行测试，以保证叶片在恶劣气候条件下的正常工作。

7.定期清洁检查：定期对叶片和机舱进行清洁检查，以及时发现和清除冰的积聚。

8.冰脱落预警系统：风电机组叶片覆冰后，冰脱落有可能对周围环境和人员造成危害，设置冰脱落预警系统，提前预警并采取相应的安全措施。

浅谈风电机组覆冰的影响及应对措施

浅谈风电机组覆冰的影响及应对措施
1.机翼叶面结冰会导致没有产生足够的升力，使得整个风机的性能下降，输出功率减小，损失电量。

2.机翼叶面结冰还容易导致不稳定飞行，进而向上或向下摆荡，对降风塔造成冲击，进而对钢丝绳等机电设备产生影响。

3.覆冰还可能使叶片的质量变大，导致机组动平衡状态严重变化，影响风机内部物流的均匀性，产生额外的机械负荷，甚至可能导致机组失衡，产生机械振动，造成风机损坏。

4.冰的重量和形状也会影响叶轮的机械强度、弹性模量等指标，从而影响其性能和安全运行。

二、应对措施
1.加热系统
一个常见的方法是使用加热系统，在叶片表面贴上电热膜进行加热，及时融化覆冰，确保机组不受覆冰影响。

2.气动防冰系统
气动防冰系统也是一个比较有效的应对措施。

该系统通过利用风机叶片的涡流，将前方的热气流向后推送到风机叶片上，从而使其表面温度提高，防止结冰。

该系统采用先进的流体力学原理，具有稳定性高、能耗低、保护效果好等优点。

3.机翼叶面涂层
涂覆一层特殊的溶液或润滑油，可有效减少覆冰的产生。

这种方法保护效果好，但是需要定期维护。

4.机组检修
定期对机组进行检修，检查机组中的故障率，如风机叶片损坏、控制系统故障等，及时进行修复，提高机组的运行安全性。

5.机组自动监测
机组自动监测系统可在机组异常状态出现之前及时进行预警，并进行相应措施。

结语
综上所述，风电机组覆冰的影响是显而易见的，机组防冰措施的研究无疑是提高风电安全性和可靠性的重要步骤之一。

未来，随着技术的不断进步，防冰技术必将得到进一步升级，促进风电行业的发展。

浅谈风电机组覆冰的影响及应对措施

浅谈风电机组覆冰的影响及应对措施1. 引言1.1 背景介绍风力发电是一种清洁能源，正受到越来越多的关注和推广。

在风电机组运行过程中，常常会遇到覆冰的问题，这给风力发电带来了一些负面影响。

覆冰不仅影响风电机组的正常运行效率，还可能导致风电机组损坏或事故发生。

如何有效地解决风电机组覆冰问题，成为了风电行业急需解决的重要课题。

覆冰是指风力发电机组在寒冷条件下，受到结冰、积冰的影响，从而影响其正常运行的现象。

覆冰会导致风力发电机组的叶片增加风阻，降低转速，减少发电功率。

覆冰还会使得风力发电机组的扭矩增加，加剧了机组的负荷，造成机组的运行不稳定。

如何有效地避免和解决风力发电机组的覆冰问题，对提高风力发电利用率和保障风电机组的安全运行至关重要。

接下来，将深入探讨风电机组覆冰的影响及应对措施，以期更好地解决这一问题。

1.2 问题提出风电机组在寒冷的冬季容易出现覆冰现象，导致风电机组运行效率下降甚至直接影响发电量。

覆冰使得风叶产生不平衡载荷，导致风机振动加剧，加速机械磨损，同时还可能影响风电机组控制系统的正常运行。

覆冰还会影响风电机组的aerodynamics 性能，造成不稳定的风场，降低风电机组的发电效率。

传统的清洁覆冰方法效率低下，且对环境有一定的影响，因此有必要对风电机组覆冰问题进行深入研究，提出更加有效的解决方案。

在本文中，将对风电机组覆冰的影响、导致覆冰的原因以及不同的应对措施进行探讨，以期为风电行业提供更好的技术支持，提高风电机组的运行效率和可靠性。

2. 正文2.1 风电机组覆冰的影响风电机组覆冰是指在寒冷环境下，风力发电机组的叶片、塔架、机舱等部位被冰雪覆盖的现象。

覆冰会对风电机组的正常运行造成一系列不利影响。

覆冰会导致风电机组的叶片失去平衡，增加了机组的振动和噪音，损坏了叶片的aerodynamic performance，进而影响发电效率，降低发电量，增加了维护成本。

覆冰会增加机组的风阻，使得风电机组工作在非设计状态下，造成额外的机械应力和磨损，缩短了设备的寿命，增加了故障的几率。

三桩基础海上风机结构的比较分析

三桩基础海上风机结构的比较分析1. 单桩基础单桩基础是海上风机最常见的基础结构之一，它将风机主体通过一个单独的桩子固定在海底。

单桩基础的优点在于施工简单，成本相对较低，适用于海底较浅的地区。

单桩基础在水下维护和维修方面也较为方便。

单桩基础也存在着诸多缺点，首先是稳定性较差。

由于单桩的承载能力有限，当遇到较大的水流或者风浪时，单桩基础容易发生倾斜或者错位，从而导致风机的损坏。

单桩基础对于海底地质条件要求较高，如果遇到海底沉积物较多、地质不稳定的地区，单桩基础会面临更大的挑战。

2. 桁架式基础桁架式基础是一种将风机主体通过多根桩子与桁架连接固定在海底的基础结构。

相比于单桩基础，桁架式基础在稳定性上有了较大的提升。

由于桁架可以将风机的受力均匀地传递到多根桩子上，因此在面对水流和风浪时桁架式基础的稳定性更高。

桁架式基础在适应不同海底地质条件上也更加灵活，可以通过调整桩子的数量和分布来适应不同的地质条件。

桁架式基础的施工和维护成本相对较高，同时也存在一些设计上的复杂性，对于水下维修和维护也有一定的挑战性。

浮式基础是将整个风机主体通过浮体浮在海面上，通过系泊系统将浮体固定在海域的一种基础结构。

浮式基础与之前的两种基础结构在施工和维护上都有着很大的区别。

浮式基础不需要在海底进行基础施工，因此相对于前两种基础结构来说，浮式基础的施工更为简单和便捷。

由于风机主体浮在海面上，因此浮式基础对于水下维修和维护也更为方便。

浮式基础也存在诸多挑战，首先是稳定性问题。

由于风机主体是浮在海面上的，因此在面对强风浪和水流时稳定性会有较大的挑战。

浮式基础的制造成本和安装成本也相对较高。

在实际的海上风机建设中，选择何种基础结构往往需要综合考虑多个因素。

首先是海底的地质条件，对于不同的海底地质条件选择合适的基础结构至关重要。

其次是海域的环境条件，不同的海域风浪和水流的情况也会对基础结构的选择产生影响。

最后是经济和成本因素，不同的基础结构在制造、安装和维护方面都有不同的成本，因此也需要考虑经济的可行性。

浅谈风电机组覆冰的影响及应对措施

浅谈风电机组覆冰的影响及应对措施风电机组是风能发电的装备设备，可以利用风能转换成电能，是目前比较广泛应用的清洁能源发电设备之一。

在结冰的情况下，风电机组的发电效率会受到不同程度的影响，甚至会造成设备的故障和损坏，因此风电机组覆冰的问题是需要引起重视的。

一、风电机组覆冰的影响1. 降低发电效率风电机组叶片、塔筒、机舱等部件上的结冰会增加空气动力学阻力，使得风电机组叶片转速下降，进而导致发电效率降低。

2. 增加机械负荷结冰会增加叶片和其他设备的负荷，加速设备的磨损，降低设备的使用寿命，增加维护和修复的成本。

3. 造成设备故障在极端情况下，大面积结冰可能会导致机组停机，甚至引发设备损坏，给风电站带来严重损失。

4. 安全隐患结冰的叶片和塔筒会增加载荷，导致设备的不稳定性增加，存在风险因素，可能引发安全事故。

二、应对措施1. 风电机组设计时可考虑覆冰情况，采用抗覆冰设计。

比如采用特殊材料或技术，使得叶片表面不易结冰。

2. 定期卸冰。

利用设备自身或者人工卸冰设备，定期对叶片和塔筒进行卸冰处理，减少结冰对发电机组的影响。

3. 使用加热系统。

在叶片和塔筒安装加热系统，保持设备温度适宜，避免结冰。

4. 加强监测。

利用监测设备对风电机组覆冰情况进行实时监测，及时发现并处理结冰情况，避免出现隐患。

5. 定期维护。

加强风电机组的日常维护工作，保持设备的良好状态，及时发现并解决存在问题。

6. 研发覆冰预警系统。

利用科技手段研发风电机组覆冰预警系统，提前预警覆冰风险，并采取相应措施。

7. 加强人员培训。

对风电站工作人员进行覆冰应对的培训，提高工作人员应对覆冰情况的能力。

8. 加强政策支持。

政府部门可出台相关政策，支持风电机组覆冰问题的技术攻关和解决，鼓励企业加大投入，提高风电机组覆冰问题的解决能力。

风电机组覆冰会对发电效率、设备寿命、安全稳定等方面造成影响，需要引起重视。

采取科学有效的措施，可以减少或避免覆冰问题对风电机组的影响，提高风电发电效率，保障设备的安全稳定运行。

浅谈风电机组覆冰的影响及应对措施

浅谈风电机组覆冰的影响及应对措施风电机组是一种主要利用风力进行发电的设备。

在寒冷季节，机组叶片表面容易结冰，给风电发电带来不利影响，包括降低发电效率、损坏设备、提高维护成本等。

因此，对风电机组覆冰的影响及应对措施进行研究，对提高风电发电效率和安全运行具有重要意义。

1. 降低发电效率。

风电机组叶片覆盖冰层会增加机组气动损失，使得机组的产电能力下降，从而降低了风电发电效率。

2. 加重发电机负荷。

叶片表面积积累一定的冰层时，风电机组转速会下降，会导致发电机负荷加重，可能会出现过负荷的情况，这将影响风电机组的健康运行。

3. 影响风电机组安全运行。

叶片覆冰后，由于风电机组的控制和调节系统无法实时调整，容易出现系统失效或无法自动保护的情况，从而对机组的安全性产生不利影响。

二、应对措施1. 提高机组自控能力。

通过改善机组控制系统，提高机组自动调节和控制的能力，使机组能够及时了解叶面覆冰的情况，进而实现有效的防覆冰控制。

2. 采用覆冰综合控制系统。

风电机组覆冰综合控制系统具有自动感知、智能控制、可靠保护等特点，能够有效地对覆冰情况进行监测和控制，提高风电机组的安全性和效率。

3. 进行覆冰测试和研究。

通过对风电机组覆冰的测试和研究，不仅可以科学地分析覆冰对风电机组的影响和机理，同时也能够为制定更加科学和实用的防覆冰策略提供有效参考。

4. 系列冬季检查。

为了保证机组正常运行，应加强对机组设备的冬季巡检，及时发现和处理机组存在的问题，确保机组在恶劣的天气条件下仍能稳定运行。

5. 安装覆冰探测装置。

在风电机组的叶片上安装覆冰探测装置，可及时感知叶面积累的冰层情况，并通过自动停机或调节机组风机叶片的角度等控制措施，有效地预防和消除覆冰。

总之，覆冰是风电机组在寒冷季节面临的一大挑战，当前也是风电行业需要解决的重要问题。

通过改进和完善机组控制系统，进行适宜的覆冰测试和研究，加强冬季检查和安装覆冰探测装置等措施，可有效提高风电机组在冬季恶劣条件下的发电效率和安全性。

风力发电机组叶片覆冰影响因素与防冻除冰技术思考

风力发电机组叶片覆冰影响因素与防冻除冰技术思考摘要：现阶段，风力发电机组中的叶片出现覆冰情况后，设备的风能利用率会受到影响，进而对发电效率造成影响，发电机设备也会因此受到损伤，每年会因此造成较多的发电量损失，此外，还会给风电场的后续运行留下较多安全隐患。

本文以上述内容为基础，针对叶片覆冰问题的成因及防冻除冰技术展开研究，说明不同的防冻除冰技术优势，希望本次研究可以为同领域工作者提供合理参考作用。

关键词：风力发电机；防冻除冰系统；覆冰检测；叶片覆冰前言：在比较极端的气候条件下，部分发电机设备的叶片可能会出现结冰现行，这种情况很有可能会在后续阶段带来毁灭性影响。

基于此，为进一步克服这些不良影响，需要对叶片覆冰问题进行综合分析，明确各种覆冰处理技术、防冻除冰技术的应用注意事项，在保证除冰作业效率的同时，降低对叶片装置造成的不良影响。

一、风力发电机叶片覆冰机理说明（一）云中覆冰叶片处于工作状态时发生结冰现象，这种覆冰形式类似于飞机覆冰现象，是一种撞击结冰，主要是由过冷水滴撞击叶片外表面以后，冻结形成的冰体，按照过冷却水直径差异，主要分为雨凇与雾凇两种形态[1]。

雾凇冰：在液滴产生撞击作用后完全冻结，一般会产生一种不透明的白色堆积物，外表呈流线型，并且表面相对比较粗糙，此类积冰问题即为雾凇冰。

雾凇冰大多是在低环境温度(-5℃)、低运行速度以及低云水浓度值同步状态下会形成一种状态较为疏松、自身比重小、冰体黏附力小且对风机危害水平相对较低的冰体结构。

雨凇冰：是直径相对较大的过冷水滴，在其与风电叶片外表面产生撞击作用后散开，进而形成冰凌。

上述反应一般是在0～5℃之间发生，尤其是在空气中携带大量水滴以后，风电叶片表面会出现一层透明且比较光滑的冰层，同时，这种冰层本身的黏附力较强，并且比重相对较高，会对风机设备形成较大影响。

（二）降水覆冰当叶片处于静止状态时，空气中携带的过冷却水滴或者其他湿润雪花，会附着其上，如果温度低于0℃，则叶片的外表面上会形成新的覆冰结构。

风场叶片结冰的分析

风场叶片结冰的分析报告1、现状2010~2011年，风机出现叶片结冰，同时出现发电量低的现象，风速约9m/s 时，输出功率仅为100KW。

山西因雨夹雪气候的影响，24台机组全部出现风速与输出功率不匹配现象。

2、国外情况介绍目前，关于风机机组结冰（主要是叶片结冰）引发的不利因素，在国际上还是一个难题。

在风力发电技术发展较快的欧洲也存在同样的问题，如在德国、瑞典、瑞士、挪威、芬兰及加拿大等国家和北美地区。

在全球范围内，因严重的冰雪灾害而造成风力机组停机的事故屡见不鲜。

在2002~2003年冬季，由于冰雪而引发瑞典Appelbo地区风力机组停机7周的事故。

据瑞典统计数据显示，在1998年~2003年间，总共发生过1337起类似的停机事件，其中92%的事件与寒冷气候有关，造成了8022小时发电量损失[1]。

在1996~2001年间芬兰，由于严重冰灾分别造成19、21、29、38、61和61台风力发电机组1280、495、196、581、739和4230小时发电量损失[2]。

在加拿大Murdochville地区，装有60台V80-1.8MW风力发电机组（108MW），该地区每年的11月到4月期间，有12%的时间处于冰雪气候，不计严重冰灾，仅轻微的叶片覆冰而造成的年发电量至少损失至少在1%以上[3~4]。

为了更深入认识寒冷气候对风力机运行和性能的影响，国际能源署于2001年确立了编号为19的新项目——寒冷气候风能，这个项目由各成员国共同参与，主要目的是测绘和收集在冰雪和严寒气候条件下风机运行的相关参数和操作经验，有助于改善风机在寒冷气候条件下的运营。

详细资料可以参考国际能源署关于该项目的出版物《寒冷气候风能先进技术》[5]。

3、叶片表面结冰原理叶片表面结冰，是水在温度跨过冰点时的一种物相转变过程，只要温度在零度以下，水变成冰是一种无法阻止的过程。

叶片表面结冰主要分三种形式：雨凇、雾凇和混合凇。

雨凇：粒径较大的过冷却水滴，碰撞在叶片表面，先散开成水膜然后冻结成冰凌，呈湿增长方式。

风电叶片结冰预测与防冰技术

风电叶片结冰预测与防冰技术随着全球对可再生能源的依赖不断增加，风能作为清洁能源的重要组成部分得到了广泛关注与应用。

然而，由于风电场通常建设在海拔较高、气候寒冷的地区，叶片结冰成为了风电行业面临的一个严重问题。

本文将探讨风电叶片结冰的预测方法及防冰技术。

一、风电叶片结冰的成因风电叶片结冰是由于大气中存在的水分在低温环境下凝结形成的。

当空气中的水分接触到叶片表面时，由于叶片温度低于露点温度，水分便会凝结形成冰。

结冰的叶片会增加其质量，导致风机效率下降，甚至导致风机无法运转。

因此，准确预测结冰现象的发生时间和位置，并采取相应的防冰措施至关重要。

二、风电叶片结冰的预测方法1. 气象数据分析法通过收集、分析气象数据，包括气温、湿度、风速等信息，可以预测出某个地区结冰发生的可能性。

这种方法常用于风电场周边的气象站点，通过监测和分析气象数据，提前预警叶片结冰的情况。

2. 光学传感器法利用光学传感器可以监测叶片表面是否出现冰层，从而实时预测结冰情况。

光学传感器可以通过检测叶片表面反射光的变化来判断是否结冰。

这种方法精确度高，可以及时发现结冰现象，但需要安装传感器，增加了成本。

3. 软件模型预测法利用计算机模型对风电场叶片结冰进行预测是一种常见方法。

通过建立气象数据、叶片表面温度、湿度等参数的数学模型，可以预测结冰的可能性。

这种方法可以根据实时气象数据进行预测，适用于大规模风电场。

三、风电叶片防冰技术1. 利用加热技术通过在叶片表面铺设加热电缆或安装加热器，将叶片表面温度保持在结冰温度以上，防止结冰的发生。

加热技术可以通过光学传感器、温度传感器等设备控制，实现自动化控制。

2. 喷洒防冰剂在风电场叶片表面喷洒防冰剂，通过阻止水分凝结形成冰层来达到防冰效果。

常见的防冰剂包括甲醇、丙酮等，可以在低温环境下有效防止冰层的形成。

3. 特殊涂层技术涂覆特殊的防冰涂层可以有效减少叶片表面冰层的形成。

这种涂层常使用防冰漆或涂层材料，具有一定的防水性和抗冰性能，可以大大减少冰层对叶片的影响。

大型风力发电机组叶片覆冰对风电机组关键结构安全性的影响

大型风力发电机组叶片覆冰对风电机组关键结构安全性的影响发布时间：2022-02-28T06:00:05.370Z 来源：《福光技术》2022年1期作者：杨盼盼[导读] 当前人们的环保意识不断增强，我国也制定出了可持续的发展战略，我国的风电机组叶片内部安装热风加热系统除冰技术已经有着多年的应用经验，其应用简单可靠、除冰效率高，但在应用过程中耗电过多，为此有关人员可以采用到高精度覆冰检测系统，应用有效的技术进行检测，保护机组。

云南滇能智慧能源有限公司新能源分公司云南玉溪 653199摘要：文章主要是分析了风电机组叶片覆冰机理及类型，在此基础上讲解了覆冰影响因素，最后探讨了风电机组叶片覆冰检测及叶片防冰除冰系统，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键字：风电机组；叶片覆冰；结冰机理；风电叶片除冰技术1、前言当前人们的环保意识不断增强，我国也制定出了可持续的发展战略，我国的风电机组叶片内部安装热风加热系统除冰技术已经有着多年的应用经验，其应用简单可靠、除冰效率高，但在应用过程中耗电过多，为此有关人员可以采用到高精度覆冰检测系统，应用有效的技术进行检测，保护机组。

2、风电机组叶片覆冰机理及类型2.1、风电机组叶片覆冰产生的基本气象条件按照覆冰区域展开分析，风电场气象合理预测与运行状况了解，叶片出现覆冰的问题应该具备如下条件：环境温度低于0℃、叶片表面低于-5℃、空气湿度在85%以上。

虽然这几个气象条件范围较窄，但通常风电场会处于大气冷热气流交汇地区，受微地形微气象的影响严重，所以部分风电场机组叶片覆冰现象较为普遍。

2.2、叶片表面结冰原理叶片表面出现结冰的现象，是水在特定环境之下产生的物相变化，只要是温度不足0℃水就会发生结冰的现象，这是自然规律、是无法改变的。

在规定条件之下，空气过冷造成的水滴和风机叶片出现碰撞而导致凝结成冰，叶片表面的结冰形式中一般是过冷水滴成冰。

下面重点分析过冷水滴在风机叶片表面结成冰的原因。

叶片结冰应急处理措施

叶片结冰应急处理措施叶片结冰是冬季严寒天气中常见的问题，它会严重影响风力发电机组的运行效率和性能。

为了保证风力发电机组的正常运行，我们需要采取一些应急处理措施。

本文将介绍几种有效的方法，帮助您解决叶片结冰问题。

1. 雷达测风仪监测在风力发电机组上安装雷达测风仪，可以实时监测叶片结冰情况。

当测风仪检测到叶片结冰时，系统会自动发出警报，通知维护人员进行处理。

这种监测方法可以及时发现叶片结冰情况，提前采取措施，避免造成更大的损失。

2. 加热装置在叶片表面安装加热装置是一种常见的解决叶片结冰问题的方法。

加热装置可以通过电热或者水蒸气的方式将叶片表面升温，使结冰的冰层迅速融化。

这种方法可以快速有效地消除叶片结冰问题，确保风力发电机组的正常运行。

3. 防冰液喷洒在叶片表面喷洒防冰液是一种常用的处理叶片结冰问题的方法。

防冰液可以有效降低叶片表面的冰点温度，防止冰层形成。

同时，防冰液还具有良好的抗风蚀性能，可以保护叶片表面免受强风的侵蚀。

使用防冰液喷洒的方法可以在一定程度上减少叶片结冰的可能性。

4. 气象预警系统安装气象预警系统可以根据气象条件提前预警叶片结冰的可能性。

当气象预警系统检测到有可能导致叶片结冰的气象条件时，系统会自动发出警报。

维护人员可以根据警报及时采取措施，避免叶片结冰造成的损失。

5. 风力发电机组暖机在低温环境下，及时对风力发电机组进行暖机是一种有效的防止叶片结冰的方法。

暖机可以提前将机组运行温度升高，减少结冰的可能性。

在低温环境下，及时启动机组暖机程序，可以有效避免叶片结冰问题的发生。

6. 定期检查和维护定期检查和维护风力发电机组是预防叶片结冰的重要措施之一。

维护人员应定期检查叶片表面是否存在结冰迹象，并及时清除结冰的冰层。

同时，还应定期检查叶片加热装置和喷洒系统的工作情况，确保其正常运行。

总结起来，叶片结冰是冬季风力发电机组运行中常见的问题，但我们可以采取一系列应急处理措施来解决。

包括雷达测风仪监测、加热装置、防冰液喷洒、气象预警系统、风力发电机组暖机以及定期检查和维护等方法，可以有效预防和解决叶片结冰问题，保证风力发电机组的正常运行。