风力发电机组变流器冷却系统的控制方法和控制系统转让专利

申请号 : CN201711487606.2

文献号 : CN108235656B

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法律信息:

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发明人 : 邢波

申请人 : 北京金风科创风电设备有限公司

摘要 :

一种风力发电机组变流器冷却系统的控制方法和控制系统,包括:所述风力发电机组变流器冷却系统包括变频器、循环泵、变流器、位于所述变流器进口的进口温度检测传感器和位于所述变流器出口的出口温度检测传感器;根据所述进口温度检测传感器检测的进口温度和所述出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差;依据所述温度差控制所述变频器的频率,由所述变频器的频率控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量。采用本发明实施例后,能够及时为变流器散热,保证风力发电机组的正常运行。

权利要求 :

1.一种风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,其特征在于,包括:所述风力发电机组变流器冷却系统包括变频器、循环泵、变流器、位于所述变流器进口的进口温度检测传感器和位于所述变流器出口的出口温度检测传感器;

根据所述进口温度检测传感器检测的进口温度和所述出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差;

依据所述温度差控制所述变频器的频率,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;

所述风力发电机组变流器冷却系统还包括三通阀和散热装置;

所述方法还包括:

所述进口温度检测传感器检测的进口温度大于进口温度标准最高阈值,则开启所述三通阀,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器;

所述进口温度检测传感器检测的进口温度小于进口温度标准最低阈值,则关闭所述三通阀。

2.根据权利要求1所述风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,其特征在于,所述依据所述温度差控制所述变频器的频率,包括:所述温度差小于等于标准温差,则保持所述变频器的频率不变;

所述温度差大于所述标准温差,则提高所述变频器的频率。

3.根据权利要求2所述风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,其特征在于,所述提高所述变频器的频率,包括:a、将所述变频器的频率提高至初始频率和频率系数的乘积,所述频率系数是根据周期数确定的参数;

b、在下一周期判断所述温度差是否大于所述标准温差;

c、若所述温度差小于等于所述标准温差,则保持所述变频器的频率不变;

d、若所述温度差大于所述标准温差且所述变频器的频率小于频率最大阈值,则返回a;

e、若所述温度差大于所述标准温差且所述变频器的频率等于所述频率最大阈值,则发出警告。

4.根据权利要求1所述风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,其特征在于,所述风力发电机组变流器冷却系统还包括位于所述变流器内部的核心温度检测传感器;

所述核心温度检测传感器检测的所述变流器内部的核心温度大于停机阈值,则控制所述风力发电机组停止发电,所述停机阈值大于所述进口温度标准最高阈值。

5.根据权利要求1所述风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,其特征在于,所述风力发电机组变流器冷却系统还包括加热器;

所述方法还包括

所述进口温度检测传感器检测的进口温度小于等于加热阈值,则控制所述加热器启动加热输入所述变流器的冷却液流;

所述进口温度检测传感器检测的进口温度大于等于停止加热阈值,则控制所述加热器停止加热输入所述变流器的冷却液流,所述加热阈值小于所述停止加热阈值,所述停止加热阈值小于所述进口温度标准最低阈值。

6.根据权利要求1所述风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,其特征在于,所述风力发电机组变流器冷却系统还包括位于所述变流器内部的核心温度检测传感器;

所述根据所述进口温度检测传感器检测的进口温度和所述出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差之前,还包括:基于所述核心温度检测传感器实时检测的所述变流器内部的核心温度计算单位时间内的内部温升;

所述内部温升小于等于标准内部温升。

7.根据权利要求6所述风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,其特征在于,在所述基于所述核心温度检测传感器实时检测的所述变流器内部的核心温度计算单位时间内的内部温升之后,还包括:所述内部温升大于所述标准内部温升,则所述变频器的频率等于频率最大阈值,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;

开启所述三通阀,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器。

8.根据权利要求1所述风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,其特征在于,所述风力发电机组变流器冷却系统还包括风力发电机组的环境温度检测传感器;

所述环境温度检测传感器监测的环境温度小于等于环境温度阈值,则所述进口温度标准最高阈值保持不变,所述进口温度标准最低阈值保持不变;

所述环境温度检测传感器监测的环境温度大于所述环境温度阈值,则所述进口温度标准最高阈值降低到进口温度稳定最高阈值,所述进口温度标准最低阈值降低到进口温度稳定最低阈值。

9.根据权利要求1所述风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,其特征在于,所述风力发电机组变流器冷却系统还包括风力发电机组的环境温度检测传感器;

所述根据所述进口温度检测传感器检测的进口温度和所述出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差之前,还包括:根据所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度计算单位时间内的环境温升;

所述环境温升小于等于标准环境温升。

10.根据权利要求9所述风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,其特征在于,所述根据所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度计算单位时间内的环境温升之后,还包括:所述环境温升大于所述标准环境温升,则所述变频器的频率等于频率最大阈值,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;

开启所述三通阀,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器。

11.根据权利要求1所述风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,其特征在于,所述风力发电机组变流器冷却系统还包括风力发电机组的环境温度检测传感器和风功率预测装置;

所述根据所述进口温度检测传感器检测的进口温度和所述出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差之前,还包括:所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度小于等于环境温度最大阈值,或所述风功率预测装置预测未来时间周期内的风速小于等于风速最大阈值。

12.根据权利要求11所述风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度大于所述环境温度最大阈值,且所述风功率预测装置预测未来时间周期内的风速大于所述风速最大阈值的情况下,所述变频器的频率等于频率最大阈值,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;

开启所述三通阀,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器。

13.一种风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述控制系统包括风力发电机组变流器冷却系统和控制器;

所述风力发电机组变流器冷却系统包括变频器、循环泵、变流器、位于所述变流器进口的进口温度检测传感器和位于所述变流器出口的出口温度检测传感器;

所述控制器,用于根据所述进口温度检测传感器检测的进口温度和所述出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差;

所述控制器,用于依据所述温度差控制所述变频器的频率,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;

所述风力发电机组变流器冷却系统还包括三通阀和散热装置;

所述进口温度检测传感器检测的进口温度大于进口温度标准最高阈值,则所述控制器控制所述三通阀开启,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器;

所述进口温度检测传感器检测的进口温度小于进口温度标准最低阈值,则所述控制器控制所述三通阀关闭。

14.根据权利要求13所述风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述控制器,具体用于所述温度差小于等于标准温差,则设置所述变频器的频率等于初始频率;

所述温度差大于所述标准温差,则提高所述变频器的频率。

15.根据权利要求14所述风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述控制器,具体用于a、将所述变频器的频率提高至初始频率和频率系数的乘积,所述频率系数是根据周期数确定的参数;

b、在下一周期判断所述温度差是否大于所述标准温差;

c、若所述温度差小于等于所述标准温差,则保持所述变频器的频率不变;

d、若所述温度差大于所述标准温差且所述变频器的频率小于频率最大阈值,则返回a;

e、若所述温度差大于所述标准温差且所述变频器的频率等于所述频率最大阈值,则发出警告。

16.根据权利要求13所述风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述风力发电机组变流器冷却系统还包括位于所述变流器内部的核心温度检测传感器;

所述核心温度检测传感器检测的所述变流器内部的核心温度大于停机阈值,则所述控制器控制所述风力发电机组停止发电,所述停机阈值大于所述进口温度标准最高阈值。

17.根据权利要求13所述风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述风力发电机组变流器冷却系统还包括加热器;

所述进口温度检测传感器检测的进口温度小于等于加热阈值,则所述控制器控制所述加热器启动加热输入所述变流器的冷却液流;

所述进口温度检测传感器检测的进口温度大于等于停止加热阈值,则所述控制器控制所述加热器停止加热输入所述变流器的冷却液流,所述加热阈值小于停止加热阈值,所述停止加热阈值小于所述进口温度标准最低阈值。

18.根据权利要求13所述风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述风力发电机组变流器冷却系统还包括位于所述变流器内部的核心温度检测传感器;

所述控制器,还用于根据所述核心温度检测传感器实时检测的所述变流器内部的核心温度计算单位时间内的内部温升;

所述内部温升小于等于标准内部温升。

19.根据权利要求18所述风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述内部温升大于所述标准内部温升,则所述控制器设置所述变频器的频率等于频率最大阈值,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;

所述控制器控制所述三通阀开启,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器。

20.根据权利要求13所述风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述风力发电机组变流器冷却系统还包括风力发电机组的环境温度检测传感器;

所述环境温度检测传感器监测的环境温度小于等于环境温度阈值,则所述控制器控制所述进口温度标准最高阈值保持不变,以及控制所述进口温度标准最低阈值保持不变;

所述环境温度检测传感器监测的环境温度大于所述环境温度阈值,则所述控制器控制所述进口温度标准最高阈值降低到进口温度稳定最高阈值,以及所述控制器控制所述进口温度标准最低阈值降低到进口温度稳定最低阈值。

21.根据权利要求13所述风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述风力发电机组变流器冷却系统还包括风力发电机组的环境温度检测传感器;

所述控制器,还用于根据所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度计算单位时间内的环境温升;

所述环境温升小于等于标准环境温升。

22.根据权利要求21所述风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述环境温升大于所述标准环境温升,则所述控制器设置所述变频器的频率等于频率最大阈值,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;

所述控制器控制所述三通阀开启,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器。

23.根据权利要求13所述风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述风力发电机组变流器冷却系统还包括风力发电机组的环境温度检测传感器和风功率预测装置;

所述控制器,还用于确定所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度小于等于环境温度最大阈值,或确定所述风功率预测装置预测未来时间周期内的风速小于等于风速最大阈值。

24.根据权利要求23所述风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述控制器,还用于确定所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度大于所述环境温度最大阈值,且所述风功率预测装置预测未来时间周期内的风速大于所述风速最大阈值;

确定所述环境温升大于标准环境温升,则所述控制器设置所述变频器的频率等于频率最大阈值,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;

所述控制器控制所述三通阀开启,流经所述变流器的水通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器。

25.根据权利要求13-24任一所述风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,其特征在于,所述控制器是所述风力发电机组的可编程控制器件PLC。

说明书 :

风力发电机组变流器冷却系统的控制方法和控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及风力发电技术领域,尤其涉及一种风力发电机组变流器冷却系统的控制方法和控制系统。

背景技术

[0002] 风力发电机组多被安装在条件较为艰苦的偏僻地区,因此风力发电机组的稳定运行变得尤为重要。即使是很小的问题都能够造成风力发电机组的不稳定运行的状态,均需要投入大量的人力物力来进行工作,以消除问题对风力发电机组的影响。
[0003] 风力发电机组的变流器是将风力发电机组的发电机发出的非标准频率和非标准电压的电能转化为电网要求的频率及电压的电能的设备。
[0004] 在变流器的工作中,会产生大量的热量。此时一般采用相应的冷热交换技术,以带走变流器所产生的热量。冷却系统就是其中的一种使用水或冷却液将变流器产生的热量带走的系统。
[0005] 然而,由于散热不及时造成变流器过温,进而导致风力发电机组停机保护屡屡发生。

发明内容

[0006] 本发明实施例提供了一种风力发电机组变流器冷却系统的控制方法和控制系统,能够及时为变流器散热,保证风力发电机组的正常运行。
[0007] 一种风力发电机组变流器冷却系统的控制方法,包括:
[0008] 所述风力发电机组变流器冷却系统包括变频器、循环泵、变流器、位于所述变流器进口的进口温度检测传感器和位于所述变流器出口的出口温度检测传感器;
[0009] 根据所述进口温度检测传感器检测的进口温度和所述出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差;
[0010] 依据所述温度差控制所述变频器的频率,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量。
[0011] 所述依据所述温度差控制所述变频器的频率,包括:
[0012] 所述温度差小于等于标准温差,则保持所述变频器的频率不变;
[0013] 所述温度差大于标准温差,则提高所述变频器的频率。
[0014] 所述提高所述变频器的频率,包括:
[0015] a、将所述变频器的频率提高至初始频率和频率系数的乘积,所述频率系数是根据周期数确定的参数;
[0016] b、在下一周期判断所述温度差是否大于所述标准温差;
[0017] c、若所述温度差小于等于所述标准温差,则保持所述变频器的频率不变;
[0018] d、若所述温度差大于所述标准温差且所述变频器的频率小于频率最大阈值,则返回a;
[0019] e、若所述温度差大于所述标准温差且所述变频器的频率等于频率最大阈值,则发出警告。所述风力发电机组变流器冷却系统还包括三通阀和散热装置;
[0020] 所述方法还包括:
[0021] 所述进口温度检测传感器检测的进口温度大于进口温度标准最高阈值,则开启所述三通阀,流经所述变流器的水通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器;
[0022] 所述进口温度检测传感器检测的进口温度小于进口温度标准最低阈值,则关闭所述三通阀。
[0023] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括位于所述变流器内部的核心温度检测传感器;
[0024] 所述核心温度检测传感器检测的所述变流器内部的核心温度大于停机阈值,则控制所述风力发电机组停止发电,所述停机阈值大于所述进口温度标准最高阈值。
[0025] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括加热器;
[0026] 所述方法还包括
[0027] 所述进口温度检测传感器检测的进口温度小于等于加热阈值,则控制所述加热器启动加热输入所述变流器的冷却液流;
[0028] 所述进口温度检测传感器检测的进口温度大于等于停止加热阈值,则控制所述加热器停止加热输入所述变流器的冷却液流,
[0029] 所述加热阈值小于所述停止加入阈值,所述停止加热阈值小于所述进口温度标准最低阈值。
[0030] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括位于所述变流器内部的核心温度检测传感器;
[0031] 所述基于所述进口温度检测传感器检测的进口温度和所述出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差之前,还包括:
[0032] 基于所述核心温度检测传感器实时检测的所述变流器内部的核心温度计算单位时间内的内部温升;
[0033] 所述内部温升小于等于标准内部温升。
[0034] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括三通阀和散热装置;
[0035] 所述基于所述核心温度检测传感器实时检测的所述变流器内部的核心温度计算单位时间内的内部温升之后,还包括:
[0036] 所述内部温升大于标准内部温升,则所述变频器的频率等于频率最大阈值,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;
[0037] 开启所述三通阀,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器。
[0038] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括风力发电机组的环境温度检测传感器;
[0039] 所述环境温度检测传感器监测的环境温度小于等于环境温度阈值,则所述进口温度标准最高阈值保持不变,所述进口温度标准最低阈值保持不变;
[0040] 所述环境温度检测传感器监测的环境温度大于环境温度阈值,则所述进口温度标准最高阈值降低到进口温度稳定最高阈值,所述进口温度标准最低阈值降低到进口温度稳定最低阈值。
[0041] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括风力发电机组的环境温度检测传感器;
[0042] 所述基于所述进口温度检测传感器检测的进口温度和所述出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差之前,还包括:
[0043] 根据所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度计算单位时间内的环境温升;
[0044] 所述环境温升小于等于标准环境温升。
[0045] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括三通阀和散热装置;
[0046] 所述基于所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度计算单位时间内的环境温升之后,还包括:
[0047] 所述环境温升大于标准环境温升,则所述变频器的频率等于频率最大阈值,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;
[0048] 开启所述三通阀,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器。
[0049] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括风力发电机组的环境温度检测传感器和风功率预测装置;
[0050] 所述基于所述进口温度检测传感器检测的进口温度和所述出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差之前,还包括:
[0051] 所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度小于等于环境温度最大阈值,或所述风功率预测装置预测未来时间周期内的风速小于等于风速最大阈值。
[0052] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括三通阀和散热装置;
[0053] 所述方法还包括:
[0054] 所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度大于环境温度最大阈值,且所述风功率预测装置预测未来时间周期内的风速大于风速最大阈值的情况下,
[0055] 所述变频器的频率等于频率最大阈值,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;
[0056] 开启所述三通阀,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器。
[0057] 一种风力发电机组变流器冷却系统的控制系统,所述控制系统包括风力发电机组变流器冷却系统和控制器;
[0058] 所述风力发电机组变流器冷却系统包括变频器、循环泵、变流器、位于所述变流器进口的进口温度检测传感器和位于所述变流器出口的出口温度检测传感器;
[0059] 所述控制器,用于根据所述进口温度检测传感器检测的进口温度和所述出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差;
[0060] 所述控制器,用于依据所述温度差控制所述变频器的频率,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量。
[0061] 所述控制器,具体用于所述温度差小于等于标准温差,则设置所述变频器的频率等于初始频率;
[0062] 所述温度差大于标准温差,则提高所述变频器的频率。
[0063] 所述控制器,具体用于
[0064] a、将所述变频器的频率提高至初始频率和频率系数的乘积,所述频率系数是根据周期数确定的参数;
[0065] b、在下一周期判断所述温度差是否大于所述标准温差;
[0066] c、若所述温度差小于等于所述标准温差,则保持所述变频器的频率不变;
[0067] d、若所述温度差大于所述标准温差且所述变频器的频率小于频率最大阈值,则返回a;
[0068] e、若所述温度差大于所述标准温差且所述变频器的频率等于频率最大阈值,则发出警告。所述风力发电机组变流器冷却系统还包括三通阀和散热装置;
[0069] 所述进口温度检测传感器检测的进口温度大于进口温度标准最高阈值,则所述控制器控制所述三通阀开启,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器;
[0070] 所述进口温度检测传感器检测的进口温度小于进口温度标准最低阈值,则所述控制器控制所述三通阀关闭。
[0071] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括位于所述变流器内部的核心温度检测传感器;
[0072] 所述核心温度检测传感器检测的所述变流器内部的核心温度大于停机阈值,则所述控制器控制所述风力发电机组停止发电,所述停机阈值大于所述进口温度标准最高阈值。
[0073] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括加热器;
[0074] 所述进口温度检测传感器检测的进口温度小于等于加热阈值,则所述控制器控制所述加热器启动加热输入所述变流器的冷却液流;
[0075] 所述进口温度检测传感器检测的进口温度大于等于停止加热阈值,则所述控制器控制所述加热器停止加热输入所述变流器的冷却液流,
[0076] 所述加热阈值小于所述停止加入阈值,所述停止加热阈值小于所述进口温度标准最低阈值。
[0077] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括位于所述变流器内部的核心温度检测传感器;
[0078] 所述控制器,还用于基于所述核心温度检测传感器实时检测的所述变流器内部的核心温度计算单位时间内的内部温升;
[0079] 所述内部温升小于等于标准内部温升。
[0080] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括三通阀和散热装置;
[0081] 所述内部温升大于标准内部温升,则所述控制器设置所述变频器的频率等于频率最大阈值,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;
[0082] 所述控制器控制所述三通阀开启,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器。
[0083] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括风力发电机组的环境温度检测传感器;
[0084] 所述环境温度检测传感器监测的环境温度小于等于环境温度阈值,则所述控制器控制所述进口温度标准最高阈值保持不变,以及控制所述进口温度标准最低阈值保持不变;
[0085] 所述环境温度检测传感器监测的环境温度大于环境温度阈值,则所述控制器控制所述进口温度标准最高阈值降低到进口温度稳定最高阈值,以及所述控制器控制所述进口温度标准最低阈值降低到进口温度稳定最低阈值。
[0086] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括风力发电机组的环境温度检测传感器;
[0087] 所述控制器,还用于根据所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度计算单位时间内的环境温升;
[0088] 所述环境温升小于等于标准环境温升。
[0089] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括三通阀和散热装置;
[0090] 所述环境温升大于标准环境温升,则所述控制器设置所述变频器的频率等于频率最大阈值,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;
[0091] 所述控制器控制所述三通阀开启,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器。
[0092] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括风力发电机组的环境温度检测传感器和风功率预测装置;
[0093] 所述控制器,还用于确定所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度小于等于环境温度最大阈值,或确定所述风功率预测装置预测未来时间周期内的风速小于等于风速最大阈值。
[0094] 所述风力发电机组变流器冷却系统还包括三通阀和散热装置;
[0095] 所述控制器,还用于确定所述环境温度检测传感器实时检测的环境温度大于环境温度最大阈值,且所述风功率预测装置预测未来时间周期内的风速大于风速最大阈值;
[0096] 确定所述环境温升大于标准环境温升,则所述控制器设置所述变频器的频率等于频率最大阈值,由所述变频器控制所述循环泵的频率,通过所述循环泵调整所述冷却系统的冷却液量;
[0097] 所述控制器控制所述三通阀开启,流经所述变流器的冷却液通过所述三通阀由所述散热装置散热后回流至所述变流器。
[0098] 所述控制器是所述风力发电机组的可编程控制器件PLC。
[0099] 从上述技术方案中可以看出,根据进口温度检测传感器检测的进口温度和出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差,进而依据温度差控制变频器的频率,由变频器控制所述循环泵的频率,通过循环泵调整冷却系统的冷却液量。温度差可以迅速反应变流器的温度,基于温度差通过变频器的频率调整冷却系统的冷却液量,能够及时为变流器散热,保证风力发电机组的正常运行。

附图说明

[0100] 从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明其中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
[0101] 图1是本发明第一实施例中风力发电机组变流器冷却系统结构的控制系统示意图;
[0102] 图2是本发明第一实施例中风力发电机组变流器冷却系统的控制方法流程示意图;
[0103] 图3是本发明第二实施例中风力发电机组变流器冷却系统结构的控制系统示意图;
[0104] 图4是本发明第二实施例中风力发电机组变流器冷却系统的控制方法流程示意图;
[0105] 图5是本发明第三实施例中风力发电机组变流器冷却系统结构的控制系统示意图;
[0106] 图6是本发明第四实施例中风力发电机组变流器冷却系统的控制方法流程示意图;
[0107] 图7是本发明实施例中依据温度差控制变频器的频率的流程示意图。

具体实施方式

[0108] 为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白,下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
[0109] 在本发明实施例中,首先根据进口温度检测传感器检测的进口温度和出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差,进而依据温度差控制变频器的频率,由变频器控制所述循环泵的频率,通过循环泵调整冷却系统的冷却液量。温度差可以迅速反应变流器的温度,基于温度差通过变频器的频率调整冷却系统的冷却液量,能够及时为变流器散热,保证风力发电机组的正常运行。
[0110] 参见图1,图1是本发明第一实施例中风力发电机组变流器冷却系统的控制系统结构示意图。
[0111] 图1中风力发电机组变流器冷却系统包括变频器101、循环泵1、变流器2、位于变流器2进口的进口温度检测传感器10和位于变流器出口的出口温度检测传感器11。
[0112] 图1中风力发电机组变流器冷却系统的控制系统是在风力发电机组变流器冷却系统的基础上增加控制器8。控制器8可以是风力发电机组的可编程控制器件(PLC)。
[0113] 进口温度检测传感器10检测进入变流器2时的进口温度,并将进口温度发送至控制器8。出口温度检测传感器11检测流出变流器2的出口温度,并将出口温度发送至控制器8。
[0114] 参见图2,图2是本发明第一实施例中风力发电机组变流器冷却系统的控制方法流程示意图,包括:
[0115] S201、根据进口温度检测传感器检测的进口温度和出口温度检测传感器检测的出口温度计算温度差。
[0116] 控制器8根据进口温度检测传感器10检测的进口温度和出口温度检测传感器11检测的出口温度计算温度差。作为一个示例,温度差等于出口温度与进口温度的差。
[0117] S202、依据温度差控制变频器的频率,由变频器控制所述循环泵的频率,通过循环泵调整冷却系统的冷却液量。
[0118] 变频器101通过频率控制循环泵1的频率,循环泵1的频率越大,则进入变流器2的冷却液量越大,相应的变流器的散热速度加快,从而确保变流器2的温度不会过高。
[0119] 考虑到温度差可以迅速反应变流器的温度,则可以依据温度差控制变频器101的频率,由变频器101的频率控制循环泵1的频率,通过变频器101的频率控制循环泵1的频率,循环泵1调整冷却系统的冷却液量。
[0120] 在本发明实施例中,基于温度差能够敏感获知变流器2的散热状况,那么依据温度差控制变频器101的频率,从而间接由变频器101的频率控制循环泵1的频率,通过变频器101的频率控制循环泵1的频率,通过循环泵1调整冷却系统的冷却液量,保障变流器正常散热,以便风力发电机组的正常运行。
[0121] 参见图3,图3是本发明第二实施例中风力发电机组变流器冷却系统的控制系统结构示意图。
[0122] 图3中风力发电机组变流器冷却系统的控制系统包括变频器101、循环泵1、变流器2、位于变流器2进口的进口温度检测传感器10、位于变流器出口的出口温度检测传感器11、位于变流器内部的核心温度检测传感器12、加热器9、三通阀6、散热装置3和控制器8。
[0123] 也就是说,图3中系统在图1控制系统的基础上增加了位于变流器内部的核心温度检测传感器12、加热器9、三通阀6和散热装置3。
[0124] 核心温度检测传感器12检测变流器2内部的核心温度。加热器9用于加热流经加热器9的冷却液流。开启三通阀6则流经变流器2的冷却液通过三通阀6由散热装置3散热后回流至变流器2。
[0125] 参见图4,图4是本发明第二实施例中风力发电机组变流器冷却系统的控制方法流程示意图,包括:
[0126] S401、进口温度检测传感器检测的进口温度大于进口温度标准最高阈值,则开启三通阀,流经变流器的冷却液通过三通阀由散热装置散热后回流至变流器。
[0127] 进口温度检测传感器10将检测的进口温度发送至控制器8。控制器8根据进口温度与进口温度标准最高阈值相比较。
[0128] 若进口温度大于进口温度标准最高阈值,则说明变流器2的温度过高需要散热。进而,控制器8控制三通阀6开启,流经变流器2的冷却液通过三通阀6由散热装置3散热后回流至变流器2。
[0129] 若进口温度小于等于进口温度标准最高阈值,则说明变流器2的温度正常并不需要打开三通阀6散热。进而,控制器8控制三通阀6关闭。
[0130] S402、进口温度检测传感器检测的进口温度小于进口温度标准最低阈值,则关闭三通阀。
[0131] 进口温度检测传感器10将检测的进口温度发送至控制器8。控制器8根据进口温度与进口温度标准最低阈值相比较。
[0132] 若进口温度大于进口温度标准最低阈值,则说明变流器2仍然需要通过三通阀6散热,控制器8控制三通阀6打开。
[0133] 若进口温度小于等于进口温度标准最低阈值,则说明变流器2的温度正常并不需要通过三通阀6散热。进而,控制器8控制三通阀6关闭。
[0134] 需要说明的是进口温度标准最低阈值小于进口温度标准最高阈值。进口温度标准最高阈值和进口温度标准最低阈值均为经验值。
[0135] S401和S402并没有先后的执行顺序,可以基于进口温度、进口温度标准最高阈值和进口温度标准最低阈值的关系,确定三通阀6的开合。
[0136] 在本发明实施例中,可以依据进口温度确定是否开启三通阀6。通过控制三通阀6的开合可以保障变流器正常散热,以便风力发电机组的正常运行。
[0137] 在本发明的一个实施例中,核心温度检测传感器12可以检测变流器2内部的核心温度,并将核心温度发送至控制器8。
[0138] 控制器8确定核心温度检测传感器12检测的变流器2内部的核心温度大于停机阈值,为了变流器2不被高温损伤,则控制风力发电机组停止发电。其中,停机阈值大于进口温度标准最高阈值。
[0139] 在本发明的一个实施例中,还可以通过进口温度检测传感器10检测的进口温度确定是否需要开启加热器9以加热输入变流器2的冷却液流。
[0140] 具体来说,控制器8判断进口温度检测传感器10检测的进口温度小于等于加热阈值,说明输入变流器2的冷却液流的冷却液温度无法满足变流器2的正常需求,则控制器8控制加热器9启动加热输入变流器2的冷却液流。
[0141] 控制器8判断进口温度检测传感器10检测的进口温度大于等于停止加热阈值,说明输入变流器2的冷却液流的冷却液温度可以满足变流器2的正常需求,则控制器8控制加热器9停止加热输入变流器2的冷却液流。
[0142] 需要说明的是,加热阈值小于停止加入阈值。
[0143] 从上述图2和图4的两个实施例可知,图2与图4中的技术方案均可以保证变流器2的正常散热。图2的技术方案是通过控制变频器101的频率间接调整通过变流器2的冷却液量。图4中的技术方案是通过控制三通阀6的开合为变流器3散热。上述两个技术方案可以单独实现,也可以协同使用,即图2的实施例与图4的实施例并没有执行的先后顺序,当然也可以同时执行,更好的为变流器2散热,达到较佳的散热效果。
[0144] 在本发明的一个实施例中,在S201之前还可以基于核心温度检测传感器12实时检测的变流器2内部的核心温度,计算单位时间内的内部温升。核心温度检测传感器12检测的核心温度将用于提前控制变流器2的散热。
[0145] 控制器8确定单位时间内的内部温升小于等于标准内部温升,则说明变流器2的散热在控制范围内并不需要提前控制。
[0146] 而控制器8确定单位时间内的内部温升大于标准内部温升,则说明变流器2的散热不在控制范围内需要提前控制。
[0147] 可以同时采用图2与图4中的技术方案,即:控制器8设置变频器101的频率等于频率最大阈值,由变频器101的频率控制循环泵1的频率,通过循环泵1调整冷却系统的冷却液量。
[0148] 与此同时,控制器8控制三通阀6开启,流经变流器2的冷却液通过三通阀6由散热装置3散热后回流至变流器2。
[0149] 同时采用图2与图4中的技术方案,可以迅速降低变流器2的温度,达到较佳的散热效果,以便风力发电机组的正常运行。
[0150] 参见图5,图5是本发明第三实施例中风力发电机组变流器冷却系统的控制系统结构示意图。
[0151] 图5中风力发电机组变流器冷却系统包括变频器101、循环泵1、变流器2、位于变流器2进口的进口温度检测传感器10、位于变流器出口的出口温度检测传感器11、位于变流器内部的核心温度检测传感器12、加热器9、三通阀6、散热装置3、风力发电机组的环境温度检测传感器102和控制器8。
[0152] 也就是说,图5中系统在图3中系统的基础上增加了风力发电机组的环境温度检测传感器102。风力发电机组的环境温度检测传感器102可以实时监测到环境温度。环境温度检测传感器102可以将监测的环境温度发送至控制器8。
[0153] 控制器8确定环境温度检测传感器102监测的环境温度小于等于环境温度阈值,则控制器8控制进口温度标准最高阈值保持不变,以及控制进口温度标准最低阈值保持不变。
[0154] 也就是说,当环境温度检测传感器102监测的环境温度在环境温度阈值以下,则无需调整进口温度标准最高阈值和进口温度标准最低阈值。
[0155] 控制器8确定环境温度检测传感器102监测的环境温度大于环境温度阈值,则说明环境温度的变化会影响变流器2的散热,因此控制器8控制进口温度标准最高阈值降低到进口温度稳定最高阈值,以及控制进口温度标准最低阈值降低到进口温度稳定最低阈值。
[0156] 这样,在随着环境温度的变化通过调整进口温度标准最高阈值和进口温度标准最低阈值以加快变流器2的散热。
[0157] 在本发明的一个实施例中,在S201之前还可以基于环境温度检测传感器102监测的环境温度计算单位时间内的环境温升。环境温度检测传感器102可以实时监测到环境温度。
[0158] 控制器8确定环境温升小于等于标准环境温升,则说明变流器2的散热在控制范围内并不需要提前控制。
[0159] 控制器8确定环境温升大于标准环境温升,则说明变流器2的散热不在控制范围内需要提前控制。
[0160] 可以同时采用图2与图4中的技术方案,即:控制器8设置变频器101的频率等于频率最大阈值,由变频器101的频率控制循环泵1的频率,通过循环泵1调整冷却系统的冷却液量。
[0161] 与此同时,控制器8控制三通阀6开启,流经变流器2的冷却液通过三通阀6由散热装置3散热后回流至变流器2。
[0162] 同时采用图2与图4中的技术方案,可以迅速降低变流器2的温度,达到较佳的散热效果,以便风力发电机组的正常运行。
[0163] 参见图6,图6是本发明第四实施例中风力发电机组变流器冷却系统的控制系统结构示意图。
[0164] 图6中风力发电机组变流器冷却系统包括变频器101、循环泵1、变流器2、位于变流器2进口的进口温度检测传感器10、位于变流器出口的出口温度检测传感器11、位于变流器内部的核心温度检测传感器12、加热器9、三通阀6、散热装置3、风力发电机组的环境温度检测传感器102、风功率预测装置103和控制器8。
[0165] 也就是说,图6中系统在图5中系统的基础上增加了风功率预测装置103。风功率预测装置103可以预测未来时间周期内的风速。其中,时间周期是预先设置的,可以是几个小时,也可以是几天。风功率预测装置103将预测未来时间周期内的风速发送至控制器8。
[0166] 在本发明的一个实施例中,在S201之前还可以基于环境温度检测传感器102实时监测的环境温度与环境温度最大阈值的关系,以及风功率预测装置103预测未来时间周期内的风速与风速最大阈值关系,调整变流器的散热。
[0167] 控制器8确定环境温度检测传感器102实时监测的环境温度小于等于环境温度最大阈值,或风功率预测装置103预测未来时间周期内的风速小于等于风速最大阈值,则执行S201。
[0168] 其中,风速最大阈值等于风力发电机组按理论满功率运行时的额定风速值。
[0169] 控制器8确定环境温度检测传感器102实时监测的环境温度大于环境温度最大阈值,且风功率预测装置103预测未来时间周期内的风速大于风速最大阈值,则说明风力发电机组满功率运行,变流器2的温度可能会突然上升,急需进行散热。
[0170] 可以同时采用图2与图4中的技术方案,即:控制器8设置变频器101的频率等于频率最大阈值,由变频器101的频率控制循环泵1的频率,通过循环泵1调整冷却系统的冷却液量。
[0171] 与此同时,控制器8控制三通阀6开启,流经变流器2的冷却液通过三通阀6由散热装置3散热后回流至变流器2。
[0172] 同时采用图2与图4中的技术方案,可以迅速降低变流器2的温度,达到较佳的散热效果,以便风力发电机组的正常运行。
[0173] 下面结合的具体的示例详细说明本发明的技术方案。
[0174] 首先,结合附图1中的风力发电机组变流器冷却系统的控制系统结构就本发明的技术方案进行说明。
[0175] 变频器101可提供0-50赫兹(HZ)频率控制循环泵1的频率,以达到控制进入变流器2冷却液量的目的。风力发电机组启动后设置变频器101的频率P。
[0176] 位于变流器2进口的进口温度检测传感器10检测到的进口温度为a,位于变流器出口的出口温度检测传感器11检测到的出口温度为b。温度差c=b–a。
[0177] 通过温度差可以变频器101的频率,设定标准温差。参见图7,图7是本发明实施例中依据温度差控制变频器的频率的流程示意图。
[0178] 当风力发电机组启动后,循环泵1先按照初始频率P运转。此时,进口温度检测传感器10检测到的进口温度为a,出口温度检测传感器11检测到的出口温度为b,温度差c=b–a。在风力发电机组工作是b大于a,风力发电机组停机时,b与a相等。
[0179] S701、判断温度差大于标准温差。若温度差大于标准温差,则执行S703;若温度差小于等于标准温差,则执行S702。
[0180] S702、保持变频器101的频率不变。
[0181] 温度差小于等于标准温差,则认为循环泵1在当前频率运转时,冷却液量足够用于变流器2散热,循环泵1不需要提高频率,保持当前频率运行。当前频率的初始值是初始频率P。
[0182] S703、按照初始频率和频率系数升高变频器的频率。
[0183] 温度差大于标准温差,则认为循环泵1在初始频率运转时,冷却液量不以满足变流器2散热,需要提高循环泵1的频率。循环泵1的频率提高至初始频率和频率系数的乘积,频率系数是根据周期数确定的参数。
[0184] 频率系数等于1.2的N次方,N是周期数,循环泵1的频率在第一周期提高到p=P*1.2。
[0185] 相应的,循环泵1的频率在第二周期提高到p=P*1.2*1.2,依次类推。
[0186] S704、判断变频器的频率等于频率最大阈值,若变频器的频率等于频率最大阈值,则执行S705;若变频器的频率小于频率最大阈值,则执行S701。
[0187] S705、需要报出警告,提醒工作人员进行维护。
[0188] 下面,结合附图3中的风力发电机组变流器冷却系统的控制系统结构就本发明的技术方案进行说明。
[0189] 进口温度检测传感器10检测进入变流器2时的进口温度,并将进口温度发送至控制器8。出口温度检测传感器11检测流出变流器2时的出口温度,并将出口温度发送至控制器8。核心温度检测传感器12检测变流器2内部的核心温度,并将核心温度发送至控制8。
[0190] 采用进口温度作为基准,控制进入变流器2的冷却液温度的方式来进行温度的控制。
[0191] 进口温度检测传感器10检测进入变流器2时的进口温度高于进口温度标准最高阈值A,控制器8控制三通阀6开启,流经变流器2的冷却液通过三通阀6由散热装置3散热后回流至变流器2。
[0192] 进口温度检测传感器10检测进入变流器2时的进口温度若进口温度小于等于进口温度标准最低阈值B,则说明变流器2的温度正常并不需要通过三通阀6散热。进而,控制器8控制三通阀6关闭。其中,A大于B。
[0193] 此外,设定温度D为加热阈值。
[0194] 当进口温度检测传感器10检测到的进口温度小于D,则控制器8控制加热器9启动加热输入变流器2的冷却液流。
[0195] 当进口温度检测传感器10检测到的进口温度大于等于D,则控制器8控制加热器9停止加热输入变流器2的冷却液流。
[0196] 其中,温度A>温度B>温度E>温度D。
[0197] 此外,核心温度检测传感器12可以检测变流器2内部的核心温度,并将核心温度发送至控制器8。
[0198] 控制器8确定核心温度检测传感器12检测的变流器2内部的核心温度大于停机阈值,停机阈值等于温度C,为了变流器2不被高温损伤,则控制风力发电机组停止发电。其中,温度C>温度A。
[0199] 以下为一个实例:
[0200] A=33°;B=29°;D=10°;E=15°;C=65°。
[0201] 当风力发电机组运行过程中,进口温度检测传感器10检测到的进口温度超过33°,则需要开启三通阀6,通过散热装置3进行散热。
[0202] 当开启三通阀6后,进口温度检测传感器10检测到的进口温度逐步降低。进口温度降到低于29°时,关闭三通阀6。
[0203] 当进口温度检测传感器10检测到的进口温度低于10°时,加热器9启动;
[0204] 当进口温度检测传感器10检测到的进口温度高于15°时,加热器9停止加热。
[0205] 当核心温度检测传感器12检测到的核心温度高于65°时,风力发电机组进行停机保护措施,停止进行发电的动作。
[0206] 下面,结合附图5中的风力发电机组变流器冷却系统的控制系统结构就本发明的技术方案进行说明。
[0207] 风力发电机组的环境温度检测传感器102可以实时监测到环境温度。环境温度检测传感器102可以将监测的环境温度发送至控制器8。预设环境温度阈值Tn。
[0208] 情况一:
[0209] 控制器8确定环境温度检测传感器102监测的环境温度小于等于Tn,则控制器8控制进口温度标准最高阈值A保持不变,以及控制进口温度标准最低阈值B保持不变。
[0210] 情况二:
[0211] 控制器8确定环境温度检测传感器102监测的环境温度大于Tn,控制器8控制进口温度标准最高阈值A降低到进口温度稳定最高阈值A1,以及控制进口温度标准最低阈值B降低到进口温度稳定最低阈值B1。A1
[0212] 以下为一个实例:
[0213] A=33°;B=29°;A1=30°;B1=27°;Tn=30°。
[0214] 环境温度检测传感器102监测的环境温度低于或者等于30°时,变流器2的进口温度控制在29°~33°之间。
[0215] 环境温度检测传感器102监测的环境温度高于30°时,变流器2的进口温度控制在27°~30°之间。
[0216] 下面,结合附图6中的风力发电机组变流器冷却系统的控制系统结构就本发明的技术方案进行说明。
[0217] 在极端天气下,作为一个示例:东北区域,每年春夏交接时,环境温差较大;清晨温度与正午温度差距超20°。
[0218] 若风力发电机组恰巧正在经历从无风到大风的情况下。由于散热装置3处于风力发电机组的外部,在散热装置3的风扇不启动时,散热装置3内冷却液温度将会很高。
[0219] 此时,风力发电机组经历一次无风到大风情况,相当于变流器2的温度突然上升,急需进行散热。
[0220] 当打开三通阀6开始散热,由于散热装置3还未有效工作,从而使得变流器2的整个散热能力小于所需求的散热能力,无法有效降低变流器2的温度,进而引发变流器2引起的风力发电机组的停机报警。
[0221] 采用图6中的控制系统,功率预测装置103可以预测未来时间周期内的风速。风功率预测装置103将预测未来时间周期内的风速发送至控制器8。
[0222] 控制器8确定环境温度检测传感器102实时监测的环境温度大于环境温度最大阈值,且风功率预测装置103预测未来时间周期内的风速大于风速最大阈值,则说明风力发电机组满功率运行,变流器2的温度可能会突然上升,急需进行散热。
[0223] 可以同时采用图2与图4中的技术方案,即:控制器8设置变频器101的频率等于频率最大阈值,由变频器101的频率控制循环泵1的频率,通过循环泵1调整度冷却系统的冷却液量。
[0224] 与此同时,控制器8控制三通阀6开启,流经变流器2的冷却液通过三通阀6由散热装置3散热后回流至变流器2。
[0225] 同时采用图2与图4中的技术方案,可以迅速降低变流器2的温度,达到较佳的散热效果,以便风力发电机组的正常运行。
[0226] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使对应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。