2023年7月电工技术学报Vol.38No.13第38卷第13期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYJul.2023DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.220520风机叶片气动脉冲除冰结构脱冰计算模型及试验验证于周舒立春胡琴蒋兴良李汉湘（输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学）重庆400044）摘要随着低碳型电力系统建设的发展，风力发电系统的发展速度进一步提升。山地风能资源丰富，然而建设于此的风力发电机在冬季极易覆冰。为减少覆冰造成的风机出力损失，保证风电场电力调度稳定，对风力发电机应用防/除冰技术十分重要。该文提出一种适用于风机叶片的气动脉冲除冰结构，并基于此结构建立相关脱冰计算模型。为了验证该结构的除冰效果和脱冰计算模型的准确性，在人工气候试验室开展了不同温度和冰层厚度下的覆冰与除冰试验。结果表明：随着冰层厚度的增加和覆冰温度的降低，平均除冰气压呈现增加趋势，脱冰面积比出现减小趋势；经验证，该文建立的脱冰计算模型可信度高，基于该模型可知，适当提高变形层的弹性模量和厚度可以增加脱冰面积比。关键词：风力发电机覆冰脱冰计算模型气动脉冲除冰中图分类号：TM3150引言随着世界各国对能源安全、生态环境以及气候变化等问题的日益重视，加快发展绿色新能源发电已经成为国际社会推动能源转型发展、应对全球气候变化的普遍共识。风能作为清洁可再生能源，在实现化石能源体系向低碳能源体系的转变过程中扮演重要角色[1-4]。随着电力规划设计总院对关于“十三五”时期能源、电力发展的相关报告进行发布，未来风电对“建设清洁低碳、安全高效的能源体系”起着至关重要的作用[5-6]。我国疆域广阔，地势多变，风电场的建设主要集中在东北、华北、西北等山地以及部分近海岸区域。在这些区域中每年将近有四分之一的时间处于寒冷、潮湿气候条件，风力发电机覆冰现象十分普遍[7-8]。冰层的存在改变了风机叶片原有的气动结构，导致升力减小，阻力增加，从而降低风力发电机输出功率。同时，风力机叶片的不均匀覆冰会使自身结构的固有频率发生改变，导致风机叶片在运行中产生共振响应[9]。因此，对覆冰区域工作的风机叶片安装防/除冰设施十分重要。风机的防/除冰方法分为主动式与被动式[10]。被动式方法主要包括光热涂层[11]、超疏水涂层[12-13]；主动式方法主要包括电加热[14]、热空气加热[15]和电脉冲除冰[16]。光热涂层仅能在阳光充足的白天进行覆冰防护，应用受限；超疏水涂层在覆冰前期具有良好的防冰效果...
