近日，湖南多地出现寒潮雨雪天气，给风电场稳定运行带来挑战。国网湖南省电力有限公司通过风电机组叶片覆冰预测及除冰技术，助力提升风机运行可靠性与风电保供能力。1月1日～3日，永州舍子源、益阳邱家仑、孝感五岳山3个风电场的8台风机及时除冰后，增发电量超24万千瓦时。

湖南地形呈现“三面环山、中北部低平”的向北开口马蹄形特征，冬季雨雪冰冻天气频繁。同时，省内的风电场多分布在湘西、湘南等海拔较高区域。特殊的地理及天气条件使风机叶片覆冰问题突出。为此，国网湖南电力组建攻关团队，提出了“数据驱动主动预警-脱冰涂料降低功率-气热高效可靠除冰”全流程技术路线，为雨雪冰冻天气下风电场安全稳定运行提供解决方案。

在预测技术方面，团队通过大型人工气候实验室真型叶片覆冰模拟、风电场野外探测试验，研究总结风电机组叶片旋转冻雨碰撞规律，构建了叶片覆冰全过程预测模型。该模型融合了中尺度模式-大涡模拟耦合多尺度嵌套高精度数值预测技术，实现了对风电场微气象环境的高分辨率精准预测，能提前72小时精准研判风机叶片覆冰情况，每15分钟更新一次预测数据，准确率达到92%，让运维人员可提前部署除冰措施。在此基础上，团队还提出了风电覆冰退备容量预测模型，支撑风机叶片覆冰期间电力调度和电力平衡。该模型在多个寒潮过程中都展现出良好的预测精度，在2024～2025年冬季的覆冰退备容量预测中，平均准确率达85.44%。

为提高除冰效率，团队研发了具有低冰黏附特性的复合涂料。“风机覆冰后，冰层就像胶水牢牢粘在叶片上。我们的新技术就是在叶片表面涂了一层‘不粘锅涂层’，使冰层与叶片的结合力大幅降低。”团队成员怀晓伟介绍，涂料采用聚氨酯-氧化石墨烯新型基体材料，可大大降低覆冰黏附力。团队通过纳米氧化物耐磨填料使涂层耐久性较国家标准提升78%，延长了维护周期。团队还改进涂料基体，设计聚脲/聚氨酯嵌段共聚物防冰涂层，使涂料在零下5摄氏度下延迟结冰时间3小时，冰黏附强度降低至16.3千帕，涂料磨损后冰黏附强度低于25千帕。

团队还研发了包括风机、加热器、玻璃钢引风管、挡风板等部件的气热除冰系统。该系统可通过加热循环空气，使叶片内腔温度稳定，清除叶片表面覆冰。气热除冰系统的控制系统设置在风电场升压站，寒潮来临前，运维人员只需将系统调整至自动模式，系统便会在环境温度低于3摄氏度时自动启动。“2025年，我们借助差异化风道设计和自适应控制技术，给叶片穿上了‘智能保暖衣’，使系统根据覆冰情况精准调节热量分布，提升系统的热能利用效率。”团队成员毛新果介绍。系统升级后，70米级叶片除冰功率从90千瓦降至69千瓦，叶片前缘表面温差从14摄氏度降至5.9摄氏度，在保证均衡除冰效果的同时降低了能耗。整套系统与预测模型、防护涂料协同配合，能够在45分钟内完成单台风机快速除冰。

截至目前，这一技术体系已取得国家发明专利授权22项，在湖南、江西等地的140多个风电场实现规模化应用，辅助运维人员完成近千台次风机除冰作业。依托该技术体系，攻关团队已主导制定2项技术标准。