风力发电机叶片加热循环控制除冰数值仿真研究

风力发电机的电加热除冰技术受导电滑环的功率限制,加热时间较长,除冰效率较低。针对此问题,该文提出采用新型电加热循环控制除冰方式,以重庆大学雪峰山覆冰试验站300kW风机为研究对象,结合叶素理论、湍流理论和传质传热平衡理论,建立基于流体-热力场的叶片电加热循环除冰二维耦合数值仿真。通过在叶片表面设置温度传感器监测除冰过程中的冰层温度变化,结果表明:冰层温度呈先升后降、循环升高的趋势;单次加热时间在8.5~9.5s时,总加热时间最少;所需除冰功率密度随叶片半径增加而增加。相比持续加热除冰,循环控制除冰方法可节约能耗25.9%,达到节能高效的目的。