在冬春季節(jié)氣候濕潤的地區(qū)，風電葉片覆冰是無法避免的問題，往往會給風電機組的穩(wěn)定運行造成極大挑戰(zhàn)。

一般來說，當環(huán)境溫度低于 0℃，葉片表面溫度降至 -5℃以下，且空氣濕度超過 85%，葉片覆冰的風險會明顯增加。風電場常處于冷熱氣流頻繁交匯之處，微地形與微氣象的復(fù)雜組合，使得不少機組的葉片覆冰現(xiàn)象屢見不鮮。究其根本，葉片表面結(jié)冰源于低溫下水的物相轉(zhuǎn)變，那些在 0℃以下仍呈液態(tài)的過冷水滴穩(wěn)定性欠佳，一旦撞擊到葉片前緣迎風面，便在耦合相變的作用下迅速凍結(jié)成冰。

覆冰主要有三種，雨凇多現(xiàn)于 0 - 5℃、濕度較高的環(huán)境，此時過冷水滴較大，碰撞葉片后先延展成水膜，繼而凝結(jié)為透明、堅硬、密度大且附著力強的冰凌；霧凇則在溫度低于 -5℃、空氣含水量少的情況下生成，小水滴以干增長模式形成質(zhì)地疏松、密度小、粘附力弱的冰凌；混合凇常出現(xiàn)在 -10 - -3℃的山區(qū)，高風速裹挾著云霧，大小各異的水滴干濕增長同步，在葉片迎水面塑造出半透明、中等密度、附著牢固的冰體。

談及對機組的影響，功率輸出首當其沖。葉片迎風面與葉根處是覆冰的 “重災(zāi)區(qū)”，輕微覆冰就會使葉片表面粗糙，氣動性能下滑，功率隨之降低；嚴重時，轉(zhuǎn)矩歸零，輸出功率全無，甚至迫使機組停機。

以 VestasV80 - 1.8MW 風機為例，雨凇覆冰可達 709kg，占葉片重量 11%，致使葉尖阻力暴增 365%，升力銳減 40%；霧凇覆冰 434kg，占 6.7%，葉尖阻力增長 250%，升力降低 40%。不僅如此，覆冰還會引發(fā)機組靜態(tài)與動態(tài)載荷失衡、劇烈振動、葉片頻率波動、疲勞載荷及彎矩攀升，更甚者，會對操作人員的人身安全構(gòu)成威脅。面對風電葉片覆冰問題，唯有深入探究成因，綜合施策，方能保障風電場的安全、高效運行。

就目前的科技水平而言，想要根除覆冰問題，那是不可能的，只能在覆冰出現(xiàn)后采取措施除冰，以減少經(jīng)濟損失。

這就需要在高發(fā)季做好覆冰監(jiān)測工作了。可以使用微波積冰傳感器FT-JB3H。

這是一種用于監(jiān)測積冰情況的專業(yè)傳感器，安裝在風力發(fā)電機組的葉片上，其原理是利用微波檢測技術(shù)，基于微波信號對冰、水、空氣等不同物質(zhì)反饋信息的區(qū)別，實現(xiàn)對傳感器敏感區(qū)域的結(jié)冰信息監(jiān)測，并可根據(jù)信號強弱及結(jié)冰分布信息計算結(jié)冰厚度。

該傳感器帶有溫度檢測及補償功能，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，帶有RS485通訊接口，可用Modbus RTU協(xié)議通訊，也可設(shè)置為定時發(fā)出數(shù)據(jù)，滿足多樣通訊需求。

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