CN102808743A - 一种风电机组机舱温度控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风电机组机舱温度控制方法和系统，主要包括温度场检测分析装置、动态最优加热装置及热交换通路装置，其中，温度场检测分析装置主要完成机舱多个关键点温度检测和温度场分布分析；动态最优加热装置主要以最小加热器工作消耗完成机舱内均匀温度场的建立；热交换通路主要完成机舱内外的热交换以及机舱内温度场不均匀时的内部热交换。本发明可实现对机舱温度的控制，保证机舱温度维持在一定的范围内，建立机舱内均匀的温度场，从而使机组适应各种高温或严寒的环境，提高机组舱内设备的运行寿命和安全系数。

Description

一种风电机组机舱温度控制方法及系统
技术领域
本发明涉及风电机组温度控制领域，具体地，涉及一种风电机组机舱温度控制方法及系统。
背景技术
近年来随着风力发电不断地发展，风电场装机容量逐年上升，风电场的分布也越来越广。风电机组需要适应不同地区的环境，为了使机组能够在各种环境下正常运行，机舱内的温度控制是一个关键环节。风电机组机舱温度控制是保证设备正常安全运行的重要装置。而现有的风电机组机舱温度控制,主要采用单点温度测量，根据单点温度测量而非整体温度场测量结果进行整体盲目加热，不但会增加加热能耗，更容易造成机舱内的温度场不均匀，影响机舱内设备的安全运行。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种风电机组机舱温度控制方法及系统，使机舱内温度保持在一定范围内，建立机舱内均匀的温度场，保证机组设备的安全运行，适应不同地区的环境。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种风电机组机舱温度控制方法，包括：
步骤A，对机舱内部进行多点温度检测，并根据多点温度检测数值实时计算出机舱内部的温度场分布情况；
步骤B，根据机舱内部要求的温度控制范围及步骤A中的温度场分布情况判断，选择动态启动或停止位于机舱内部不同位置的加热器，以最小的加热能耗完成动态加热和机舱内均匀温度场的建立，或选择启动热交换通路完成机舱内外的热交换以及机舱内温度场不均匀时的内部热交换。
进一步地，所述步骤A中是通过在机舱内部的多个关键点设置多个温度传感器来进行多点温度检测，所述温度传感器的个数根据机舱大小和机舱内主要热源设备确定。
进一步地，所述加热器的安装位置主要根据机舱内设备部署情况和低温保护情况来确定。
一种风电机组机舱温度控制系统，包括：温度场检测分析装置，包括安装于机舱内部多个点的多个温度传感器及与所述温度传感器连接的温度场计算分析模块；动态最优加热装置，包括安装于机舱内部不同位置的多个加热器及与所述加热器连接的动态优化加热计算模块；热交换通路装置，包括位于机舱内主要热源设备、机舱壁、机舱出风口处的一组连通的热交换器；所述热交换通路装置与风电机组的PLC模块连接；且所述温度场计算分析模块及动态优化加热计算模块内置于风电机组的PLC模块中。
进一步地，所述热交换通路装置为一组水冷管壁。
进一步地，所述温度传感器为PT100传感器。
进一步地，所述风电机组为双馈风电机组，所述温度传感器为8个，分别安装于机舱四角、齿轮箱前后和发电机前后。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）解决了单点温度测量，无法建立机舱内温度场的问题。
（2）解决了主要热源工作时，温度场不均匀盲目加热的问题。
（3）降低了加热能耗，以最小能量消耗完成机舱均匀温度场的建立。
（4）可实现对机舱温度的控制，保证机舱温度维持在一定的范围内，建立机舱内均匀的温度场，从而使机组适应各种高温或严寒的环境，提高机组舱内设备的运行寿命和安全系数。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的风电机组机舱温度控制系统整体结构框图；
图2为温度场检测分析装置结构示意图；
图3为动态最优加热装置结构示意图；
图4为热交换通路装置在机舱内的布置结构示意图，其中1-发电机、2-机舱、3-齿轮箱、4-水冷管壁。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的风电机组机舱温度控制方法，主要是采取多点检测的方法，对机舱内部进行多点温度检测，并根据多点温度检测数值实时计算出机舱内部的温度场分布情况；然后再根据机舱内部要求的温度控制范围及温度场分布情况判断，选择动态启动或停止位于机舱内部不同位置的加热器，以最小的加热能耗完成动态加热和机舱内均匀温度场的建立，或选择启动热交换通路完成机舱内外的热交换以及机舱内温度场不均匀时的内部热交换。
本发明的风电机组机舱温度控制系统，主要包括三个部分：温度场检测分析装置、动态最优加热装置及热交换通路装置。其中，温度场检测分析装置主要完成机舱多个关键点温度检测和温度场分布分析；动态最优加热装置主要以最小加热器工作消耗完成机舱内均匀温度场的建立；热交换通路主要完成机舱内外的热交换以及机舱内温度场不均匀时的内部热交换。
图1、2 所示，温度场检测分析装置由若干(1-m)个温度传感器（PT100）和一个与温度传感器连接的温度场计算分析模块组成。温度传感器的个数一般根据机舱大小和机舱内主要热源设备确定，一个典型的针对双馈风力发电机组的方案是：8个温度传感器分别部署于机舱四角、齿轮箱前后和发电机前后。温度场计算分析模块内置于风力发电机组的PLC模块中，通过采集温度传感器的数值，实时计算机舱的温度场分布。
图1、3所示，动态最优加热装置根据机舱内部要求的温度控制范围及温度场分布情况判断，动态的启动和停止响应位置的加热器，保证整个机舱的温度场均匀。动态最优加热装置由安装于舱内不同位置的加热器（1-n）和与加热器连接的动态优化加热计算模块组成。加热器的安装位置主要根据机舱内设备部署情况和低温保护情况来确定，动态优化加热计算模块内置于风电机组的PLC模块中，根据温度场分布情况动态调度不同位置的加热器以最小加热能量，完成动态加热和均匀温度场的建立。
如图1、4所示，热交换通路装置是一组水冷管壁4，部署在机舱2内主要热源设备（发电机1、齿轮箱3）、机舱壁和机舱出风口，热交换通路装置与风电机组的PLC模块连接。
以上三个部分，组合到一起协调工作，共同构成本发明的风电机组机舱温度控制系统。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种风电机组机舱温度控制方法，其特征在于，包括：
步骤A，对机舱内部进行多点温度检测，并根据多点温度检测数值实时计算出机舱内部的温度场分布情况；
步骤B，根据机舱内部要求的温度控制范围及步骤A中的温度场分布情况判断，选择动态启动或停止位于机舱内部不同位置的加热器，以最小的加热能耗完成动态加热和机舱内均匀温度场的建立，或选择启动热交换通路完成机舱内外的热交换以及机舱内温度场不均匀时的内部热交换。
2.根据权利要求1所述的风电机组机舱温度控制方法，其特征在于，所述步骤A中是通过在机舱内部的多个关键点设置多个温度传感器来进行多点温度检测，所述温度传感器的个数根据机舱大小和机舱内主要热源设备确定。
3.根据权利要求1所述的风电机组机舱温度控制方法，其特征在于，所述加热器的安装位置主要根据机舱内设备部署情况和低温保护情况来确定。
4.一种风电机组机舱温度控制系统，其特征在于，包括：
温度场检测分析装置，包括安装于机舱内部多个点的多个温度传感器及与所述温度传感器连接的温度场计算分析模块；
动态最优加热装置，包括安装于机舱内部不同位置的多个加热器及与所述加热器连接的动态优化加热计算模块；
热交换通路装置，包括位于机舱内主要热源设备、机舱壁、机舱出风口处的一组连通的热交换器；
所述热交换通路装置与风电机组的PLC模块连接；且所述温度场计算分析模块及动态优化加热计算模块内置于风电机组的PLC模块中。
5.根据权利要求4所述的风电机组机舱温度控制系统，其特征在于，所述热交换通路装置为一组水冷管壁。
6.根据权利要求4所述的风电机组机舱温度控制装置，其特征在于，所述温度传感器为PT100传感器。
7.根据权利要求4所述的风电机组机舱温度控制系统，其特征在于，所述风电机组为双馈风电机组，所述温度传感器为8个，分别安装于机舱四角、齿轮箱前后和发电机前后。
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