CN106988960A - 一种风力发电机组电控柜及其除冷凝控制方法 - Google Patents

一种风力发电机组电控柜及其除冷凝控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机组电控柜及其除冷凝控制方法，该方法包括步骤：在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜的断电时间差以及电控柜内温度值；根据获取的电控柜的断电时间差以及电控柜内温度值，判断是否执行除冷凝加热控制；若执行除冷凝加热控制，则确定电控柜除冷凝加热时间；根据确定的电控柜除冷凝加热时间，控制电控柜内的加热器执行持续加热。本发明公开的风力发电机组电控柜及其除冷凝控制方法，既解决了高温高湿环境下、海上风电等风力发电机组电控柜内断电时容易出现凝露而导致电控上电后柜内器件出现短路的问题；又不增加电控系统的成本。

Description

一种风力发电机组电控柜及其除冷凝控制方法
技术领域
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电控柜及其除冷凝控制方法。
背景技术
风力发电机组运行环境特殊，空气湿度等自然环境对系统运行稳定性有重大影响，对于运行于空气湿度相对较大的地区特别是沿海地区的风电变桨系统，变桨系统柜内极易在昼夜交替过程中形成凝露，而电气设备对绝缘要求苛刻，在湿度大的环境中，绝缘性大大降低。因此，在这种环境下变桨电气设备的运行存在较大的性能隐患。
现有的变桨系统对于变桨柜内湿度较大问题，大多不采取处理措施，这可能导致变桨柜内由于湿度过大而出现凝露现象，从而导致变桨柜内器件出现短路的问题。还有部分变桨系统通过增加湿度传感器的方式，检测变桨柜内湿度，从而控制加热器进行加热，以防止出现凝露现象。该方法可以解决变桨柜内凝露问题，但是因增加湿度传感器，会导致变桨系统成本上升。
发明内容
本发明旨在解决高温高湿地区、海上风电等风力发电机组电控柜内容易出现凝露，导致电控柜内出现器件短路的问题，提供一种风力发电机组电控柜及其除冷凝控制方法。
为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种风力发电机组电控柜除冷凝控制方法，所述方法包括步骤：
在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜的断电时间差以及电控柜内温度值；
根据获取的电控柜的断电时间差以及电控柜内温度值，判断是否执行除冷凝加热控制；
若执行除冷凝加热控制，则确定电控柜除冷凝加热时间；
根据确定的电控柜除冷凝加热时间，控制电控柜内的加热器执行持续加热。
进一步地，在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜的本次上电时间以及电控柜保存的上一次掉电时间，将上电时间与掉电时间的差值设定为断电时间差。
进一步地，所述步骤根据获取的电控柜的断电时间差以及电控柜内温度值，判断是否执行除冷凝加热控制包括：
当获取的电控柜的断电时间差大于预设的加热时间差，且电控柜内温度值小于等于第一预设的加热温度值T1，则执行除冷凝加热控制，否则不执行除冷凝加热控制。
进一步地，所述电控柜内温度值小于等于预设的加热温度值，则执行除冷凝加热控制；若执行除冷凝加热控制，则确定电控柜除冷凝加热时间包括：
若电控柜内温度值小于等于第一预设的加热温度值T1且大于等于第二预设的加热温度值T2时，采用线性插值法或者查找预设表格确定电控柜除冷凝加热时间t；
若电控柜内温度值小于第二预设的加热温度值T2时，将预设的第二加热时间t2确定为电控柜除冷凝加热时间。
进一步地，所述线性插值法为：其中，T为电控柜内温度值，T1为第一预设的加热温度值，T2为第二预设的加热温度值，t1为第一加热时间，t2为第二加热时间，，第二加热时间大于第一加热时间，t为电控柜除冷凝加热时间。
进一步地，所述方法还包括步骤：
在电控柜除冷凝加热时间内，获取电控柜内温度值；
若电控柜内温度值大于最高加热温度值，则停止加热。
此外，为实现上述目的，本发明实施例第二方面提供一种风力发电机组电控柜，所述电控柜包括温度测量装置、控制系统、加热控制开关及加热器；
所述温度测量装置，用于检测电控柜内温度值；
所述加热控制开关与所述加热器串联连接；
所述控制系统，用于在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜的断电时间差以及所述温度测量装置检测到的电控柜内温度值；根据获取的电控柜的断电时间差以及电控柜内温度值，判断是否执行除冷凝加热控制；若执行除冷凝加热控制，则确定电控柜除冷凝加热时间；根据确定的电控柜除冷凝加热时间，控制电控柜内的加热控制开关导通，使得加热器执行持续加热。
进一步地，所述控制系统还包括设定模块；
所述设定模块用于在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜的本次上电时间以及电控柜保存的上一次掉电时间，将上电时间与掉电时间的差值设定为断电时间差。
进一步地，所述控制系统还包括判断模块；
所述判断模块，用于当获取的电控柜的断电时间差大于预设的加热时间差，且电控柜内温度值小于等于第一预设的加热温度值T1，则执行除冷凝加热控制，否则不执行除冷凝加热控制。
进一步地，所述判断模块包括第一判断模块和第二判断模块；
所述第一判断模块，用于若电控柜内温度值小于等于第一预设的加热温度值T1且大于等于第二预设的加热温度值T2时，采用线性插值法或者查找预设表格确定电控柜除冷凝加热时间t；
所述第二判断模块，用于若电控柜内温度值小于第二预设的加热温度值T2时，将预设的第二加热时间t2确定为电控柜除冷凝加热时间。
进一步地，所述线性插值法为：其中，T为电控柜内温度值，T1为第一预设的加热温度值，T2为第二预设的加热温度值，t1为第一加热时间，t2为第二加热时间，，第二加热时间大于第一加热时间，t为电控柜除冷凝加热时间。
进一步地，所述控制系统还用于：
在电控柜除冷凝加热时间内，获取所述温度测量装置检测到的电控柜内温度值；
若电控柜内温度值大于最高加热温度值，则控制电控柜内的加热控制开关断开，使得加热器停止加热。
进一步地，所述电控柜还包括加热保护开关；
所述加热保护开关与所述加热器串联连接。
本发明实施例提供的风力发电机组电控柜及其除冷凝控制方法，与现有技术相比：
1、解决了高温高湿地区、海上风电等风力发电机组电控柜掉电时电控柜内容易出现凝露而导致上电后电控柜内出现器件短路的问题；
2、与增加湿度传感器等传统方案相比较，不增加电控系统的成本，具备较大的经济优势。
附图说明
图1为本发明实施例提供的风力发电机组电控柜除冷凝控制方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的风力发电机组电控柜除冷凝控制方法另一流程示意图；
图3为本发明实施例提供的风力发电机组电控柜结构示意图；
图4为本发明实施例提供的风力发电机组电控柜中控制系统结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。
如图1所示，本发明第一实施例提供的风力发电机组电控柜除冷凝控制方法，该方法包括步骤：
10、在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜的断电时间差以及电控柜内温度值。
具体地，可在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜的本次上电时间tA以及电控柜保存的上一次掉电时间tB，将上电时间tA与掉电时间tB的差值ΔtAB＝tA-tB设定为断电时间差。
11、根据获取的电控柜的断电时间差以及电控柜内温度值，判断是否执行除冷凝加热控制。
12、若执行除冷凝加热控制，则确定电控柜除冷凝加热时间。
在本实施例中，当获取的电控柜的断电时间差ΔtAB大于预设的加热时间差Δts，且电控柜内温度值小于等于第一预设的加热温度值T1，则执行除冷凝加热控制，否则不执行除冷凝加热控制。
具体地，若电控柜内温度值T小于等于第一预设的加热温度值T1且大于等于第二预设的加热温度值T2时，采用线性插值法或者查找预设表格确定电控柜除冷凝加热时间t；
在一种实施方式中，线性插值法为：其中，T为电控柜内温度值，T1为第一预设的加热温度值，T2为第二预设的加热温度值，t1为第一加热时间，t2为第二加热时间，t为电控柜除冷凝加热时间。其中T2<T1，t2>t1。
在另一种实施方式中，查找预设表格可通过设定一个电控柜内温度值T和相对应加热时间的表格，表格的两端分别为(T1,t1)、(T2,t2),在表格中查找与T最接近的温度值对应的加热时间即为电控柜除冷凝加热时间t。
作为示例地，可设定T1＝30℃、T2＝10℃、t1＝10min、t2＝30min，并设置如下的除冷凝加热时间表格。
电控柜内温度(℃) 除冷凝加热时间(min)
10 30
12 28
14 26
16 24
18 22
20 20
22 18
24 16
26 14
28 12
30 10
若电控柜内温度值T小于第二预设的加热温度值T2时，将预设的第二加热时间t2确定为电控柜除冷凝加热时间。
若电控柜内温度值T大于第一预设的加热温度值T1，电控柜除冷凝加热时间t＝0，即不执行电控柜加热。
13、根据确定的电控柜除冷凝加热时间，控制电控柜内的加热器执行持续加热。
请参考图2所示，进一步地，该方法还包括步骤：
在电控柜除冷凝加热时间内，获取电控柜内温度值；
若电控柜内温度值大于最高加热温度值，则停止加热。
在本实施例中，用于根据确定的电控柜除冷凝加热时间t，控制电控柜内的加热器执行持续加热；当完成电控柜除冷凝加热时间t的持续加热，或者加热过程中电控柜内温度T>最高加热温度值TH，则停止加热，完成电控柜上电除冷凝加热。
本发明实施例提供的风力发电机组电控柜除冷凝控制方法，与现有技术相比：
1、解决了高温高湿地区、海上风电等风力发电机组电控柜掉电时电控柜内容易出现凝露而导致上电后电控柜内出现器件短路的问题；
2、与增加湿度传感器等传统方案相比较，不增加电控系统的成本，具备较大的经济优势。
本发明进一步提供一种电控柜。
需要说明的是，实施例中的风力发电机组电控柜包括但不限于变桨控制柜、变桨轴控柜、变桨电池柜、变桨超级电容柜、液压变桨电控柜、变流柜、主控柜。
参照图3，图3为本发明第二实施例提供一种风力发电机组电控柜，该电控柜20包括温度测量装置201、控制系统202、加热控制开关203及加热器204。
温度测量装置201，用于检测电控柜内温度值。其中，温度测量装置201为温度传感器。
加热控制开关203与加热器204串联连接。
在本实施例中，加热控制开关203可为继电器，继电器的触点与加热器204串联连接，具体地串联在加热器204的加热供电回路中，控制系统202可通过对继电器的线圈的得电和失电控制使得继电器的触点断开或者闭合。
控制系统202，用于在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜20的断电时间差以及温度测量装置201检测到的电控柜内温度值；根据获取的电控柜20的断电时间差以及电控柜20内温度值，判断是否执行除冷凝加热控制；若执行除冷凝加热控制，则确定电控柜除冷凝加热时间；根据确定的电控柜除冷凝加热时间，控制电控柜20内的加热控制开关导通，使得加热器204执行持续加热。
请查看图4所示，在本实施例中，控制系统202还包括设定模块2021；
设定模块2021用于在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜20的本次上电时间tA以及电控柜保存的上一次掉电时间tB，将上电时间tA与掉电时间tB的差值ΔtAB＝tA-tB设定为断电时间差。
控制系统还可包括判断模块2022；
判断模块2022，用于当获取的电控柜20的断电时间差ΔtAB大于预设的加热时间差Δts，且电控柜20内温度值小于等于第一预设的加热温度值T1，则执行除冷凝加热控制，否则不执行除冷凝加热控制。
具体地，判断模块2022包括第一判断模块和第二判断模块(附图未示出)；
第一判断模块，用于若电控柜20内温度值T小于等于第一预设的加热温度值T1且大于等于第二预设的加热温度值T2时，采用线性插值法或者查找预设表格确定电控柜除冷凝加热时间t；
在一种实施方式中，线性插值法为：其中，T为电控柜内温度值，T1为第一预设的加热温度值，T2为第二预设的加热温度值，t1为第一加热时间，t2为第二加热时间，t为电控柜除冷凝加热时间。其中T2<T1，t2>t1。
在另一种实施方式中，查找预设表格可通过设定一个电控柜内温度值T和相对应加热时间的表格，表格的两端分别为(T1,t1)、(T2,t2),在表格中查找与T最接近的温度值对应的加热时间即为电控柜除冷凝加热时间t。
作为示例地，可设定T1＝30℃、T2＝10℃、t1＝10min、t2＝30min，并设置如下的除冷凝加热时间表格。
电控柜内温度(℃) 除冷凝加热时间(min)
10 30
12 28
14 26
16 24
18 22
20 20
22 18
24 16
26 14
28 12
30 10
第二判断模块，用于若电控柜20内温度值T小于第二预设的加热温度值T2时，将预设的第二加热时间t2确定为电控柜除冷凝加热时间。
若电控柜内温度值T大于第一预设的加热温度值T1，电控柜除冷凝加热时间t＝0，即不执行电控柜加热。
进一步地，在本实施例中，控制系统202还用于：
在电控柜除冷凝加热时间内，获取所述温度测量装置检测到的电控柜内温度值；
若电控柜内温度值大于最高加热温度值，则控制电控柜内的加热控制开关断开，使得加热器停止加热。
在本实施例中，用于根据确定的电控柜除冷凝加热时间t，控制电控柜内的加热器执行持续加热；当完成电控柜除冷凝加热时间t的持续加热，或者加热过程中电控柜内温度T>最高加热温度值TH，则停止加热，完成电控柜上电除冷凝加热。
请再参考图3所示，进一步地，在本实施例中，电控柜20还包括加热保护开关205；
加热保护开关205与所述加热器串联连接。具体地，加热保护开关205串联在加热器204的加热供电回路中，起到加热回路短路或过载情况下的保护作用。
本发明实施例提供的风力发电机组电控柜，与现有技术相比：
1、解决了高温高湿地区、海上风电等风力发电机组电控柜掉电时电控柜内容易出现凝露而导致上电后电控柜内出现器件短路的问题；
2、与增加湿度传感器等传统方案相比较，不增加电控系统的成本，具备较大的经济优势。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种风力发电机组电控柜除冷凝控制方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜的断电时间差以及电控柜内温度值；
根据获取的电控柜的断电时间差以及电控柜内温度值，判断是否执行除冷凝加热控制；
若执行除冷凝加热控制，则确定电控柜除冷凝加热时间；
根据确定的电控柜除冷凝加热时间，控制电控柜内的加热器执行持续加热。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组电控柜除冷凝控制方法，其特征在于，在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜的本次上电时间以及电控柜保存的上一次掉电时间，将上电时间与掉电时间的差值设定为断电时间差。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组电控柜除冷凝控制方法，其特征在于，所述步骤根据获取的电控柜的断电时间差以及电控柜内温度值，判断是否执行除冷凝加热控制包括：
当获取的电控柜的断电时间差大于预设的加热时间差，且电控柜内温度值小于等于第一预设的加热温度值T1，则执行除冷凝加热控制，否则不执行除冷凝加热控制。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电机组电控柜除冷凝控制方法，其特征在于，所述电控柜内温度值小于等于预设的加热温度值，则执行除冷凝加热控制；若执行除冷凝加热控制，则确定电控柜除冷凝加热时间包括：
若电控柜内温度值小于等于第一预设的加热温度值T1且大于等于第二预设的加热温度值T2时，采用线性插值法或者查找预设表格确定电控柜除冷凝加热时间t；
若电控柜内温度值小于第二预设的加热温度值T2时，将预设的第二加热时间t2确定为电控柜除冷凝加热时间。
5.根据权利要求4所述的一种风力发电机组电控柜除冷凝控制方法，其特征在于，所述线性插值法为：其中，T为电控柜内温度值，T1为第一预设的加热温度值，T2为第二预设的加热温度值，t1为第一加热时间，t2为第二加热时间，第二加热时间大于第一加热时间，t为电控柜除冷凝加热时间。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种风力发电机组电控柜除冷凝控制方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：
在电控柜除冷凝加热时间内，获取电控柜内温度值；
若电控柜内温度值大于最高加热温度值，则停止加热。
7.一种风力发电机组电控柜，其特征在于，所述电控柜包括温度测量装置、控制系统、加热控制开关及加热器；
所述温度测量装置，用于检测电控柜内温度值；
所述加热控制开关与所述加热器串联连接；
所述控制系统，用于在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜的断电时间差以及所述温度测量装置检测到的电控柜内温度值；根据获取的电控柜的断电时间差以及电控柜内温度值，判断是否执行除冷凝加热控制；若执行除冷凝加热控制，则确定电控柜除冷凝加热时间；根据确定的电控柜除冷凝加热时间，控制电控柜内的加热控制开关导通，使得加热器执行持续加热。
8.根据权利要求7所述的一种风力发电机组电控柜，其特征在于，所述控制系统还包括设定模块；
所述设定模块，用于在电控系统上电初始化完成后，获取电控柜的本次上电时间以及电控柜保存的上一次掉电时间，将上电时间与掉电时间的差值设定为断电时间差。
9.根据权利要求7所述的一种风力发电机组电控柜，其特征在于，所述控制系统还包括判断模块；
所述判断模块，用于当获取的电控柜的断电时间差大于预设的加热时间差，且电控柜内温度值小于等于第一预设的加热温度值T1，则执行除冷凝加热控制，否则不执行除冷凝加热控制。
10.根据权利要求9所述的一种风力发电机组电控柜，其特征在于，所述判断模块包括第一判断模块和第二判断模块；
所述第一判断模块，用于若电控柜内温度值小于等于第一预设的加热温度值T1且大于等于第二预设的加热温度值T2时，采用线性插值法或者查找预设表格确定电控柜除冷凝加热时间t；
所述第二判断模块，用于若电控柜内温度值小于第二预设的加热温度值T2时，将预设的第二加热时间t2确定为电控柜除冷凝加热时间。
11.根据权利要求10所述的一种风力发电机组电控柜，其特征在于，所述线性插值法为：其中，T为电控柜内温度值，T1为第一预设的加热温度值，T2为第二预设的加热温度值，t1为第一加热时间，t2为第二加热时间，第二加热时间大于第一加热时间，t为电控柜除冷凝加热时间。
12.根据权利要求7-11任一所述的一种风力发电机组电控柜，其特征在于，所述控制系统还用于：
在电控柜除冷凝加热时间内，获取所述温度测量装置检测到的电控柜内温度值；
若电控柜内温度值大于最高加热温度值，则控制电控柜内的加热控制开关断开，使得加热器停止加热。
13.根据权利要求7-11任一所述的一种风力发电机组电控柜，其特征在于，所述电控柜还包括加热保护开关；
所述加热保护开关与所述加热器串联连接。
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