叶片失速处理方法、系统、控制器和风力发电机组与流程

本公开总体说来涉及风电领域，更具体地讲，涉及一种叶片失速处理方法、系统、控制器和风力发电机组。

背景技术：

1、随着全球能源需求的增长以及对环境保护的重视，风力发电作为一种清洁且可再生的能源，得到了广泛的关注和应用。

2、然而，风力发电机组(也可称为风电机组或机组等)在运行过程中，叶片受到风力的作用，容易发生形变和失速现象，这将影响风力发电机组的性能和稳定性。

3、失速现象是指风力发电机组叶片在一定的风速和攻角下，气流无法紧密贴合叶片表面，导致气流分离，从而使叶片失去升力。

4、长柔叶片由于其较长的长度和柔性特点，在风力作用下更容易发生形变和失速现象。

5、因此，对于风力发电机组的失速现象进行监测存在重要意义。

技术实现思路

1、本公开的示例性实施例的目的之一在于提供一种能够识别风力发电机组的失速的叶片失速处理方法。

2、根据本公开的第一方面，一种叶片失速处理方法包括：实时获取风力发电机组的当前的叶片形变信息以及设置在叶片外表面上的指示器的姿态图像；对姿态图像进行处理以获得姿态特征；根据叶片的当前桨距角、叶片形变信息、姿态特征以及预先建立的失速数据库，判断风力发电机组是否处于失速状态，其中，失速数据库包括表征在不同的桨距角和叶片形变下的失速状态特征。

3、根据本公开的实施例，根据叶片的当前桨距角、叶片形变信息、姿态特征以及预先建立的失速数据库，判断风力发电机组是否处于失速状态的步骤可包括：将姿态特征与叶片形变信息和当前桨距角下的失速状态特征进行比对；响应于姿态特征与失速状态特征匹配，初步确定风力发电机组失速。

4、根据本公开的实施例，在初步确定风力发电机组失速后，根据叶片的当前桨距角、叶片形变信息、姿态特征以及预先建立的失速数据库，判断风力发电机组是否处于失速状态的步骤还可包括：获取初步确定的风力发电机组失速的失速开始时刻；确定风力发电机组在失速开始时刻的功率与失速开始时刻前一刻的功率的差值；响应于差值超过第一预定阈值，确定风力发电机组失速。

5、根据本公开的实施例，叶片失速处理方法还可包括：响应于确定风力发电机组失速，控制风力发电机组进行变桨，以退出失速状态。

6、根据本公开的实施例，控制风力发电机组进行变桨的步骤可包括：响应于姿态图像反映的姿态异常的指示器的数量与指示器中的有效指示器的数量的比值超过第二预定阈值，调整风力发电机组的桨距角。

7、根据本公开的实施例，可在调整风力发电机组的桨距角的同时调整风力发电机组的扭矩。

8、根据本公开的实施例，指示器可包括柔性线，有效指示器可包括未断裂的指示器，姿态异常的指示器可包括卷曲状态的指示器。

9、根据本公开的实施例，失速数据库中可包括用于表征退出失速状态所需的桨距角以及相应的扭矩，在调整风力发电机组的桨距角的同时调整风力发电机组的扭矩的步骤可包括：根据所需的桨距角控制风力发电机组变桨，同时根据相应的扭矩调整风力发电机组的扭矩。

10、根据本公开的实施例，对姿态图像进行处理以获得姿态特征的步骤可包括：对姿态图像进行滤波以获得滤波后的图像；通过加权平均法将滤波后的图像转换为灰度图像；对灰度图像进行直方图均衡以获得第一图像；使用差值算法对第一图像进行缩放以获得第二图像；从第二图像提取姿态特征。

11、根据本公开的实施例，实时获取风力发电机组的当前的叶片形变信息以及设置在叶片外表面上的指示器的姿态图像的步骤可包括：通过安装在叶片外表面上的第一图像采集器对叶片中部至叶尖的形变信息进行实时采集，以获得形变信息；以及通过安装在叶片外表面上的第二图像采集器对设置在叶片中部至叶尖的指示器的姿态进行实时采集，以获得姿态图像。

12、根据本公开的第二方面，一种风力发电机组的叶片失速处理系统可包括：第一图像采集器，实时获取风力发电机组的当前的叶片形变信息；第二图像采集器，实时获取设置在叶片外表面上的指示器的姿态图像；控制器，对姿态图像进行处理以获得姿态特征，并且根据叶片的当前桨距角、叶片形变信息、姿态特征以及预先建立的失速数据库，判断风力发电机组是否处于失速状态，其中，失速数据库包括表征在不同的桨距角和叶片形变下的失速状态特征。

13、根据本公开的第三方面，一种计算机可读存储介质可存储有指令或程序，当指令或程序由处理器执行时实现上述叶片失速处理方法。

14、根据本公开的第四方面，一种风力发电机组的控制器可包括处理器和计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有程序或指令，当程序或指令由处理器执行时可实现上述叶片失速处理方法。

15、根据本公开的第五方面，一种风力发电机组可包括上述风力发电机组的叶片失速处理系统或上述风力发电机组的控制器。

技术特征：

1.一种叶片失速处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的叶片失速处理方法，其特征在于，根据叶片的当前桨距角、所述叶片形变信息、所述姿态特征以及预先建立的失速数据库，判断所述风力发电机组是否处于失速状态的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的叶片失速处理方法，其特征在于，在初步确定所述风力发电机组失速后，根据叶片的当前桨距角、所述叶片形变信息、所述姿态特征以及预先建立的失速数据库，判断所述风力发电机组是否处于失速状态的步骤还包括：

4.根据权利要求1至3任一项所述的叶片失速处理方法，其特征在于，所述叶片失速处理方法还包括：

5.根据权利要求4所述的叶片失速处理方法，其特征在于，控制所述风力发电机组进行变桨的步骤包括：

6.根据权利要求5所述的叶片失速处理方法，其特征在于，在调整所述风力发电机组的桨距角的同时调整所述风力发电机组的扭矩。

7.根据权利要求5所述的叶片失速处理方法，其特征在于，所述指示器包括柔性线，所述有效指示器包括未断裂的指示器，所述姿态异常的指示器包括卷曲状态的指示器。

8.根据权利要求6所述的叶片失速处理方法，其特征在于，所述失速数据库中包括用于表征退出失速状态所需的桨距角以及相应的扭矩，在调整所述风力发电机组的桨距角的同时调整所述风力发电机组的扭矩的步骤包括：

9.根据权利要求1所述的叶片失速处理方法，其特征在于，对所述姿态图像进行处理以获得姿态特征的步骤包括：

10.根据权利要求1至9中任一项所述的叶片失速处理方法，其特征在于，

11.一种叶片失速处理系统，其特征在于，包括：

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令或程序，当所述指令或程序由处理器执行时实现根据权利要求1至10中任一项所述的叶片失速处理方法。

13.一种控制器，其特征在于，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序或指令，当所述程序或指令由所述处理器执行时实现根据权利要求1至10中任一项所述的叶片失速处理方法。

14.一种风力发电机组，其特征在于，包括根据权利要求11所述的叶片失速处理系统或根据权利要求13所述的控制器。

技术总结本公开提供一种叶片失速处理方法、系统、控制器和风力发电机组。叶片失速处理方法可包括：实时获取风力发电机组的当前的叶片形变信息以及设置在叶片外表面上的指示器的姿态图像；对姿态图像进行处理以获得姿态特征；根据叶片的当前桨距角、叶片形变信息、姿态特征以及预先建立的失速数据库，判断风力发电机组是否处于失速状态，其中，失速数据库包括表征在不同的桨距角和叶片形变下的失速状态特征。根据本公开的实施例的叶片失速处理方法能够准确识别风力发电机组的失速状态。技术研发人员：刘磊磊,刘飞,李康受保护的技术使用者：北京金风科创风电设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18