CN108334123B - 用于风力发电机组的变流器的温控系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于风力发电机组的变流器的温控系统及其控制方法。用于风力发电机组的变流器的温控系统包括：主温控回路，主温控回路通过使第一循环介质循环流经变流器而对变流器进行加热或冷却；辅温控回路，辅温控回路包括制冷回路和制热回路，制冷回路太阳能吸附式制冷板对第一循环介质进行冷却，制热回路通过太阳能吸附式制冷板对第一循环介质进行加热，控制器，控制器选择性地控制制冷回路和制热回路中的一个运行。根据本发明的用于风力发电机组的变流器的温控系统，可更精确地控制流经变流器的第一循环介质的温度，并且可减小外部环境对第一循环介质的温度的影响。

Description

用于风力发电机组的变流器的温控系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种用于风力发电机组的变流器的温控系统及其控制方法。

背景技术

随着风力发电机组的技术发展，对风力发电机组的成本及稳定性的要求越来越高。风力发电机组的核心器件之一为变流器，变流器为大功率密度器件，运行时会产生大量的热，变流器运行时温度的控制尤为重要。

现有的大功率变流器的冷却系统主要分为水冷系统和空调温控系统。就水冷系统而言，水冷系统的循环介质的温度受环境温度制约。具体地，当环境温度升高时，循环介质的温度随之升高，并且无法降低到比外界环境温度低的温度值，这导致变流器在夏季运行时，持续在高温状态下运行；当冬季低温时，需使用大功率加热器对循环介质进行加热，并且需要使循环介质的温度保持在一定范围内。在这种情况下，现有的水冷系统无法将变流器的运行温度控制在理想的范围内。就空调温控系统而言，空调温控系统仅能够控制变流器的外部环境温度，而无法直接对变流器的核心组件的温度进行控制；虽然空调温控系统可使变流器在稳定的外部温度范围内运行，但造价昂贵，导致风力发电机组的成本增加。此外，当风力发电机组断电时，水冷系统和空调温控系统均无法持续运行，此时变流器将置于环境温度下，风力发电机组再次发电前需要经过约24小时的加热除湿工作，导致风力发电机组的效率降低。

因此，现在亟需一种用于风力发电机组的变流器的温控系统，以解决上述问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于风力发电机组的变流器的温控系统及其控制方法，以解决现有技术中的冷却系统存在诸如无法精确地控制温度、成本增加以及无法持续运行的问题。

根据本发明的一方面，提供一种用于风力发电机组的变流器的温控系统，温控系统可包括：主温控回路，主温控回路通过使第一循环介质循环流经变流器而对变流器进行加热或冷却；辅温控回路，辅温控回路包括制冷回路和制热回路，制冷回路通过太阳能吸附式制冷板对第一循环介质进行冷却，制热回路通过太阳能吸附式制冷板对第一循环介质进行加热，控制器，控制器选择性地控制制冷回路和制热回路中的一个运行。

优选地，太阳能吸附式制冷板可包括蒸发器，用于使第二循环介质通过所述蒸发器吸收热量，制冷回路可包括第一换热器，第三循环介质通过蒸发器与第二循环介质进行热交换后，在第一换热器中与第一循环介质进行热交换，以对第一循环介质进行冷却。

优选地，制热回路可包括第二换热器，第二循环介质从太阳能吸附式制冷板由于吸热而脱附后进入第二换热器，在第二换热器中与第一循环介质进行热交换，以对第一循环介质进行加热。

优选地，制冷回路还可包括第二循环泵、第二阀以及使第一换热器、第二循环泵和第二阀串联连接的制冷循环管道，第二阀控制制冷循环管道的通断；制热回路还可包括第三循环泵、第三阀以及使第二换热器、第三循环泵和第三阀串联的制热循环管道，第三阀控制制热循环管道的通断，其中，控制器还可用于控制第二阀接通和使第二循环泵启动，以使制冷回路运行，以及控制第三阀接通和使第三循环泵启动，以使制热回路运行。

优选地，主温控回路可包括加热器、散热器和第一阀，第一阀具有第一入口、第二入口以及出口，第一阀的第一入口连接到变流器的出口，第一阀的第二入口连接到散热器的出口，加热器连接在第一阀的出口和变流器的入口之间并且根据控制器的控制而操作，散热器的入口连接在变流器的出口，其中，控制器用于控制第一阀的第一入口导通并使第二入口截止，或者控制第一阀的第二入口导通并使第一入口截止。

优选地，变流器的入口侧可设置有第一温度传感器，控制器还可用于基于第一温度传感器感测的温度值分别控制第一阀、第二阀和第三阀动作。

优选地，当第一温度传感器感测的温度值大于或等于第一温度阈值时，控制器可使制冷回路运行；当第一温度传感器感测的温度值小于或等于第二温度阈值时，控制器可使制热回路运行，其中，第二温度阈值小于第一温度阈值。

优选地，当第一温度传感器感测的温度值大于或等于第一温度阈值且小于第三温度阈值时，控制器可控制制冷回路运行，并且控制第一阀的第一入口导通并使第二入口截止；当第一温度传感器感测的温度值大于第四温度阈值且小于或等于第二温度阈值时，控制器可控制制热回路运行，并且控制第一阀的第一入口导通并使第二入口截止，其中，第四温度阈值、第二温度阈值、第一温度阈值和第三温度阈值依次增大。

优选地，当第一温度传感器感测的温度值大于或等于第三温度阈值时，控制器可控制制冷回路运行，并且控制第一阀的第二入口导通并使第一入口截止；当第一温度传感器感测的温度值小于或等于第四温度阈值时，控制器可控制制热回路运行，并且控制第一阀的第一入口导通并使第二入口截止，以及控制加热器启动。

优选地，温控系统还可包括：显示器，用于显示第一温度传感器感测的温度值，和/或，太阳能吸附式制冷板可包括太阳能电池板和蓄电器，用于将光能转换为电能并进行电能储存，以在风力发电机组停机时为温控系统供电。

根据本发明的另一方面，一种用于风力发电机组的变流器的温控系统的控制方法，其中，温控系统可包括主温控回路、辅温控回路和控制器，主温控回路通过使第一循环介质循环流经变流器而对变流器进行加热或冷却；辅温控回路包括制冷回路和制热回路，制冷回路通过太阳能吸附式制冷板对第一循环介质进行冷却，制热回路通过太阳能吸附式制冷板对第一循环介质进行加热，控制器选择性地控制制冷回路和制热回路中的一个运行，其中，控制方法可包括：获取变流器的入口侧和/或出口侧的第一循环介质的温度值；当第一循环介质的温度值大于或等于第一温度阈值时，控制制冷回路运行；当第一循环介质的温度值小于或等于第二温度阈值时，控制制热回路运行，其中，第二温度阈值小于第一温度阈值。

优选地，太阳能吸附式制冷板可包括蒸发器和第二循环介质，制冷回路可包括第一换热器和第三循环介质，其中，当第一循环介质的温度值大于或等于第一温度阈值时，可控制通过蒸发器与第二循环介质进行热交换后的第三循环介质在第一换热器中与第一循环介质进行热交换，以对第一循环介质进行冷却。

优选地，制热回路可包括第二换热器，其中，当第一循环介质的温度值小于或等于第二温度阈值时，可控制从太阳能吸附式制冷板由于吸热而脱附后的第二循环介质在第二换热器中与第一循环介质进行热交换，以对第一循环介质进行加热。

优选地，制冷回路还可包括第二循环泵、第二阀以及使第一换热器、第二循环泵和第二阀串联连接的制冷循环管道，第二阀控制制冷循环管道的通断，制热回路还可包括第三循环泵、第三阀以及使第二换热器、第三循环泵和第三阀串联的制热循环管道，第三阀控制制热循环管道的通断，其中，当第一循环介质的温度值大于或等于第一温度阈值时，控制第二阀接通和使第二循环泵启动，以使制冷回路运行，当第一循环介质的温度值小于或等于第二温度阈值时，控制第三阀接通和使第三循环泵启动，以使制热回路运行。

优选地，主温控回路可包括加热器、散热器和第一阀，第一阀具有第一入口、第二入口以及出口，第一阀的第一入口连接到变流器的出口，第一阀的第二入口连接到散热器的出口，加热器连接在第一阀的出口和变流器的入口之间并且根据控制器的控制而操作，散热器的入口连接在变流器的出口，其中，控制方法还可包括：当第一循环介质的温度值大于或等于第一温度阈值且小于第三温度阈值时，控制制冷回路运行，并且控制第一阀的第一入口导通并使第二入口截止；当第一循环介质的温度值大于第四温度阈值且小于或等于第二温度阈值时，控制制热回路运行，并且控制第一阀的第一入口导通并使第二入口截止，其中，第四温度阈值、第二温度阈值、第一温度阈值和第三温度阈值依次增大。

优选地，控制方法还可包括：当第一循环介质的温度值大于或等于第三温度值时，控制制冷回路运行，并且控制第一阀的第二入口导通并使第一入口截止；当第一循环介质的温度值小于或等于第四温度值时，控制制热回路运行，并且控制第一阀的第一入口导通并使第二入口截止，还控制加热器启动。

优选地，控制方法还可包括：当第一循环介质的温度值大于或等于第五温度阈值且小于第一温度阈值时，控制第一阀的第二入口导通并使第一入口截止；当第一循环介质的温度值大于第二温度阈值且小于或等于第六温度阈值时，控制第一阀的第一入口导通并使第二入口截止，还控制加热器启动，其中，第四温度阈值、第二温度阈值、第六温度阈值、第五温度阈值、第一温度阈值和第三温度阈值依次增大。

根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统，通过主温控回路选择性地与制冷回路和制热回路中的一个进行热交换，可更精确地控制流经变流器的循环介质的温度，并且可减小外部环境对循环介质的温度的影响，从而可更精确地控制变流器的运行温度。

此外，根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统，由于使用了结构简单、噪声小且成本低的太阳能吸附式制冷板，因此与现有技术中的空调温控系统相比，降低了风力发电机组的成本。

此外，根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统，由于太阳能吸附式制冷板设置有太阳能电池板和蓄电器，因此在风力发电机组断电的情况下，蓄电器可以为温控系统持续供电以使变流器的循环介质的温度保持处于预定的范围内，风力发电机组恢复供电后可立即运行，从而可提高风力发电机组的运行效率和发电效率。

此外，根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统，可通过显示器预先设置不同的温度参考值，因此可应用于不同功率的风力发电机组的变流器。

此外，根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统，可通过电脑、移动通信终端对温控系统的运行过程或任意时间段进行监控、历史数据读取并且可生成运行曲线等，便于监控和维护。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统的管路连接示意图；

图2是根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统的辅温控回路和太阳能吸附式制冷板连接的示意图；

图3是根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统的太阳能吸附式制冷板的示意图；

图4是根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统的控制回路的框图。

附图标号说明：

1：太阳能吸附式制冷板；1a：太阳能集热器；1b：冷凝器；1c：蒸发器；2：第二循环泵；3：第二阀；4：第一换热器；5：第二换热器；6：第三阀；7：第三循环泵；8：第一循环泵；9：加热器；10：第一温度传感器；11：变流器；12：第二温度传感器；13：散热器；14：第一阀；15：蓄电器；16、17：电路接口；301：主控制器；302：A/D采样模块；303、304、305、306：固态继电器；310：第二阀控制器；316：加热器控制器；317：显示器；318：第三阀控制器。

具体实施方式

现在，将参照附图详细地描述根据本发明的实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的组件。

根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统可包括主温控回路、辅温控回路和控制器。主温控回路可通过使第一循环介质循环流经变流器而对变流器进行加热或冷却。辅温控回路可包括制冷回路和制热回路，制冷回路可通过太阳能吸附式制冷板对第一循环介质进行冷却，制热回路可通过太阳能吸附式制冷板对第一循环介质进行加热。控制器可选择性地控制制冷回路和制热回路中的一个运行，以对主温控回路中的第一循环介质进行冷却或加热，从而将变流器的温度控制在预定的范围内。

图1是根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统的管路连接示意图。图2是根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统的辅温控回路与太阳能吸附式制冷板连接的示意图。

下面，将参照图1和图2具体描述温控系统的主温控回路和辅温控回路。

如图1所示，主温控回路可包括第一循环泵8、加热器9、散热器13和第一阀14。第一循环泵8可用于使主温控回路中的第一循环介质循环。加热器9可用于对主温控回路中的第一循环介质进行加热。散热器13可用于对主温控回路中的第一循环介质进行散热，例如，散热器13可设置于外部环境中并且可设置有散热风扇，通过环境中的空气对散热器中的第一循环介质进行冷却。第一阀14可使从变流器11流出的第一循环介质可选择性地通过散热器13，或者旁通掉散热器13。

具体地，第一循环泵8的出口可连接到加热器9的入口。加热器9的出口可连接到变流器11(具体地，变流器11的散热器)的入口。散热器13可连接在变流器11的出口和第一循环泵8的入口之间。第一阀14的出口可连接到第一循环泵8的入口，第一阀14的第一入口可连接到变流器11的出口，第一阀14的第二入口可连接到散热器13的出口。根据温控需要，从变流器11流出的第一循环介质可选择性地通过散热器13，或者旁通掉散热器13。当需要通过散热器13对第一循环介质进行冷却时，控制器可控制第一阀14的第二入口导通并使第一入口截止，以使从变流器11流出的第一循环介质通过散热器13流入第一循环泵8。当不需要利用散热器13对第一循环介质进行冷却时，控制器可控制第一阀14的第一入口导通并使第二入口截止，以使从变流器11流出的第一循环介质直接流入第一循环泵8。在上面的描述中，虽然将第一循环泵8描述为设置在第一阀14和加热器9之间，但是第一循环泵8的设置位置不限于此，其还可连接在主温控回路中的其他位置，例如，设置在加热器9与变流器11之间，只要能够使第一循环介质在主温控回路中循环即可。

辅温控回路可主要通过太阳能吸附式制冷板1来实现，并且可包括制冷回路和制热回路。如图2所示，太阳能吸附式制冷板1可包括太阳能集热器1a、冷凝器1b、蒸发器1c和第二循环介质。制冷回路可包括第一换热器4和第三循环介质，第三循环介质可通过蒸发器1c与第二循环介质进行热交换后，在第一换热器4中与主温控回路中的第一循环介质进行热交换，以对第一循环介质进行冷却。制热回路可包括第二换热器5，第二循环介质可从太阳能吸附式制冷板1(具体地，太阳能集热器1a)由于吸热而脱附后进入第二换热器5，在第二换热器5中与主温控回路中的第一循环介质进行热交换，以对第一循环介质进行加热。

具体地，在太阳能吸附式制冷板1中，制冷原理是利用吸附床中的固体吸附剂对制冷剂的周期性吸附、解吸附过程实现制冷循环。常用的吸附剂-制冷剂工质可以为活性炭-甲醇、活性炭-氨、氯化钙-氨、硅胶-水等。在吸附过程中，冷却系统对吸附床进行冷却，温度下降，吸附剂开始吸附第二循环介质，太阳能吸附式制冷板1的管道内压力降低，蒸发器1c中的制冷剂因压力瞬间降低而蒸发吸热，此时制冷回路中的第三循环介质可通过蒸发器1c与第二循环介质进行热交换，然后在第一换热器4中与第一循环介质进行热交换，以对第一循环介质进行冷却。在脱附过程中，太阳能集热器1a对吸附床加热，第二循环介质获得能量克服吸附剂的吸引力从吸附剂表面脱附，脱附后的第二循环介质可进入第二换热器5，在第二换热器5中与第一循环介质进行热交换，以对第一循环介质进行加热。

此外，如图1和图2所示，制冷回路还可包第二循环泵2、第二阀3以及使第一换热器4、第二循环泵2和第二阀3串联连接的制冷循环管道。具体地，第二循环泵2的进口侧可通过制冷循环管道连接到太阳能吸附式制冷板1，第二循环泵2的出口侧可通过第二阀3经由通过制冷循环管道连接到第一换热器4的第一接口，第二阀3可用于控制制冷循环管道的通断。第一换热器4的第二接口可通过制冷循环管道连接到太阳能吸附式制冷板1。制热回路还可包括第三循环泵7、第三阀6以及使第二换热器5、第三循环泵7和第三阀6串联的制热循环管道。第三循环泵7的入口侧可通过制热循环管道连接到太阳能吸附式制冷板1，第三循环泵7的出口侧可通过第三阀6经由制热循环管道连接到第二换热器5的第一接口，第三阀6可用于控制制热循环管道的通断。第二换热器5的第二接口可通过制冷循环管道连接到太阳能吸附式制冷板1。

为了使第二循环介质和第三循环介质分别与主温控回路中的第一循环介质进行热交换，第一换热器4和第二换热器5可连接于第一循环泵8和变流器11之间，并且第一换热器4和第二换热器5可串联连接。具体地，第一换热器4可形成有第三接口和第四接口，第二换热器5也可形成有第三接口和第四接口，变流器11的出口侧可连接到第二换热器5的第四接口，第二换热器5的第三接口可连接到第一换热器4的第三接口，第一换热器4的第四接口可连接到第一循环泵8的入口侧。在需要进行热交换时，控制器控制第二阀3接通和使第二循环泵2启动，以使与第二循环介质进行热交换后的第三循环介质在第一换热器4中与主温控回路中的第一循环介质进行热交换，或者控制器控制第三阀6接通和使第三循环泵7启动，以使从太阳能吸附式制冷板1由于吸热而脱附后的第二循环介质在第二换热器5中与主温控回路中的第一循环介质进行热交换。制冷回路可通过在太阳能吸附式制冷板1的内部往复敷设流道而形成，其与主温控回路仅进行热交换，而无循环介质的交换。制热回路也可通过在太阳能吸附式制冷板1的内部往复敷设流道而形成，其在与主温控回路进行热交换时，通过太阳能集热器1a对吸附床加热而温度升高的第二循环介质流经第三循环泵7、第三阀6和第二换热器5后返回到太阳能集热器1a，其与主温控回路也仅进行热交换，而无循环介质的交换。

在本实施例中，第二阀3和第三阀6可以为电磁常闭阀，第二阀3和第三阀6打开，制冷回路和制热回路可正常运行。此外，太阳能吸附式制冷板1可包括太阳能电池板以储存电能。为此，如图3所示，可设置有蓄电器15。蓄电器15可包括逆变器，以在风力发电机组断电时作为电源使用，因此可防止温控系统停止运行。另外，为了便于连接和使用，蓄电器15可设置有电路接口16和17。

另外，变流器11的入口侧和出口侧可分别设置有第一温度传感器10和第二温度传感器12。第一温度传感器10可用于感测流入到变流器11中的循环介质的温度，并且控制器可基于第一温度传感器10和/或第二温度传感器12感测的温度来控制第一阀14、第二阀3和第三阀6的动作。第二温度传感器12可用于感测流出变流器11的循环介质的温度，以便于评估温控系统的控温效果。

此外，为了保护主温控回路、制冷回路和制热回路中的各个电气部件，可设置硬件安全保护环路(例如，继电器环路)，以当某个电气部件的节点出现故障时，通过硬件安全保护环路使整个温控系统停止运行，从而防止电气部件失效导致整个温控系统损坏。

下面，将参照图4来详细地描述根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统的控制回路。

如图4所示，用于控制温控系统的控制回路可包括主控制器301、A/D采样模块302、固态继电器303、304、305和306、第二阀控制器310、第一温度变送器311和第二温度变送器312、第二循环泵电机控制器313、第三循环泵电机控制器314、第一循环泵电机控制器315、加热器控制器316以及第三阀控制器318。主控制器301可控制上述控制回路中的其它组件，并且还可控制第一阀14的动作。

主控制器301可以为带逻辑运算的PLC，可刷写逻辑程序、设定故障告警值等并且可实现范围内系统告警不停机，超范围紧急停机。PLC带存储功能，以秒为单位级别进行温度等实时数据存储，可根据实际需求进行数据间隔设定，数据存储于PLC存储卡内，也可通过外接电脑，实时存数数据。PLC自带网络接口、无线装置，可以与电脑、智能手机连接，采用网页模式进行调试、参数设置、数据读取、生成变化曲线等功能。控制器301不限于PLC，还可以使用其他模块，只要该模块具备逻辑判断、数据存储、网络接口等并且可通过外接通讯模块实现在有网络的地方随时通讯查询即可。

A/D采样模块302可以为直连主控制器301的扩展模块。A/D采样模块302可直接读取4-20mA信号并转化为相应的电压值，以将数字信号发送给主控制器301。

固态继电器303、304和305可分别用于第二循环泵2、第三循环泵7和第一循环泵8的电机的0-50Hz的软启动，固态继电器306可用于加热器9的电机的0-50Hz的软启动。

第二阀控制器310和第三阀控制器318可用于分别控制第二阀3和第三阀6，并且可互锁而不能同时运行。第二阀控制器310和用于控制第二循环泵2的第二循环泵电机控制器313在主控制器301内具有联动逻辑，第二循环泵电机控制器313运行时，第二阀控制器310必须打开。类似地，第三阀控制器318和用于控制第三循环泵7的第三循环泵电机控制器314在主控制器301内也具有联动逻辑。第二循环泵电机控制器313和第三循环泵电机控制器314互锁，不可同时运行。

第一温度变送器311和第二温度变送器312可用于将由第一温度传感器10和第二温度传感器12感测的温度值转换为电流值，以发送给A/D采样模块302，经过A/D采样模块302进一步转换为相应的电压值，以将数字信号发送给主控制器301。

加热器控制器316可用于控制加热器9，并且可在主控制器301内具有限制运行逻辑。即，加热器控制器316运行的前提是用于控制第一循环泵8的第一循环泵电机控制器315必须运行，不允许加热器控制器316单独运行。

此外，用于控制温控系统的控制回路还可包括显示器317，以可实时显示由第一温度传感器10和第二温度传感器12感测的温度值，并可以通过参数设置界面设置需要的温度参考值。

上述用于控制温控系统的控制回路仅为示例，但本发明的实施例不限于此，还可以仅采用主控制器301完成主温控回路、制冷回路和制热回路中的各个电器部件的控制。

下面，将参照表1和表2描述用于风力发电机组的变流器的温控系统的控制方法。需了解的是，表1和表2的操作均通过图4所示的用于风力发电机组的变流器的温控系统的控制回路中的相应元件执行，由于上面已经描述了控制回路中的各个元件的功用，因此在此不再赘述。

表1示出了与不同温度范围对应的对主温控回路中的第一循环介质进行冷却或加热的温控方式。

表1

如表1所示，当获取的变流器11的入口侧和/或出口侧的第一循环介质的温度值T≥T1时，此时需要对第一循环介质进行冷却，即，控制制冷回路运行，通过制冷回路对第一循环介质进行冷却。当获取的变流器11的入口侧和/或出口侧的第一循环介质的温度值T≤T2时，此时需要对第一循环介质进行加热，即，控制制热回路运行，通过制热回路对第一循环介质进行热交换。

优选地，在根据本发明的实施例中，可对表1中示出的温度范围进行进一步划分，以根据进一步划分的温度范围来确定与各温度范围对应的对主温控回路中的第一循环介质进行冷却或加热的温控方式。

表2示出了进一步划分的温度范围以及与各温度范围对应的对主温控回路中的第一循环介质进行冷却或加热的温控方式。

表2

如表2所示，当获取的变流器11的入口侧和/或出口侧的第一循环介质的温度值T≤T4时，此时温度较低，需要对第一循环介质进行双重加热。即，控制第三阀6接通和使第三循环泵7启动，此时制热回路运行，以使从太阳能吸附式制冷板1由于吸热而脱附后的第二循环介质在第二换热器5中与主温控回路中的第一循环介质进行热交换，控制加热器9启动，并且还控制第一阀14的第一入口导通并使第二入口截止，以使从变流器11流出的第一循环介质直接流入第一循环泵8，从而使第一循环介质不流经散热器13。

当获取的变流器11的入口侧和/或出口侧的第一循环介质的温度值T处于T4＜T≤T2范围时，此时仍需对第一循环介质进行加热。由于此时的温度值T＞T4，因此无需对第一循环介质进行双重加热，仅通过第二换热器5对第一循环介质进行加热即可。即，控制第三阀6接通和使第三循环泵7启动，此时制热回路运行，以使从太阳能吸附式制冷板1由于吸热而脱附后的第二循环介质在第二换热器5中与主温控回路中的第一循环介质进行热交换，并且控制第一阀14的第一入口导通并使第二入口截止，以使从变流器11流出的第一循环介质直接流入第一循环泵8，从而使第一循环介质不流经散热器13。

当获取的变流器11的入口侧和/或出口侧的第一循环介质的温度值T处于T2＜T≤T6范围时，此时仍需对第一循环介质进行加热。由于此时的温度值T＞T2，因此无需通过制热回路对第一循环介质进行加热，仅通过加热器9对第一循环介质进行加热即可。即，控制加热器9启动，还控制第一阀14的第一入口导通并使第二入口截止，以使从变流器11流出的第一循环介质直接流入第一循环泵8，从而使第一循环介质不流经散热器13。

当获取的变流器11的入口侧和/或出口侧的第一循环介质的温度值T处于T5≤T＜T1范围时，此时需要对第一循环介质进行冷却。由于此时的温度值T并不是很高，因此无需通过制冷回路对第一循环介质进行冷却，仅需通过散热器13对第一循环介质进行冷却即可。即，控制第一阀14的第二入口导通并使第一入口截止，以使从变流器11流出的第一循环介质通过散热器13流入第一循环泵8，从而通过散热器13对第一循环介质进行冷却。

当获取的变流器11的入口侧和/或出口侧的第一循环介质的温度值T处于T1≤T＜T3范围时，此时仍需对第一循环介质进行冷却。由于此时的温度值T≥T1，因此需要通过制冷回路的第一换热器4对第一循环介质进行冷却。即，控制第二阀3接通和第二循环泵2启动，此时制冷回路运行，以使在蒸发器1c中与第二循环介质进行热交换后的第三循环介质在第一换热器4中与主温控回路中的第一循环介质进行热交换，并且控制第一阀14的第一入口导通并使第二入口截止，以使从变流器11流出的第一循环介质直接流入第一循环泵8，从而使第一循环介质不流经散热器13。

当获取的变流器11的入口侧和/或出口侧的第一循环介质的温度值T≥T3时，此时温度较高，需要对第一循环介质进行双重冷却。即，控制第二阀3接通和使第二循环泵2启动，此时制冷回路运行，以使在蒸发器1c中与第二循环介质进行热交换后的第三循环介质在第一换热器4中与主温控回路中的第一循环介质进行热交换，并且控制第一阀14的第二入口导通并使第一入口截止，以使从变流器11流出的第一循环介质通过散热器13流入第一循环泵8。

虽然以上参照表1和表2描述了与各温度范围对应的对主温控回路中的第一循环介质进行冷却或加热的温控方式，但不限于此。在实际应用时，可根据实际情况合理地设计。

根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统，通过主温控回路选择性地与制冷回路和制热回路中的一个进行热交换，可更精确地控制流经变流器的第一循环介质的温度，并且可减小外部环境对第一循环介质的温度的影响，从而可更精确地控制变流器的运行温度。

此外，根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统，由于使用了结构简单、噪声小且成本低的太阳能吸附式制冷板，因此与现有技术中的空调温控系统相比，降低了风力发电机组的成本。

此外，根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统，由于太阳能吸附式制冷板设置有太阳能电池板和蓄电器，因此在风力发电机组断电的情况下，蓄电器可以为温控系统持续供电以使变流器的第一循环介质的温度保持处于预定的范围内，风力发电机组恢复供电后可立即运行，从而可提高风力发电机组的效率。

此外，根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统，可通过显示器预先设置不同的温度参考值，因此可应用于不同功率的风力发电机组的变流器。

此外，根据本发明的实施例的用于风力发电机组的变流器的温控系统，可通过电脑、移动通信终端对温控系统的运行过程或任意时间段进行监控、历史数据读取并且可生成运行曲线等，便于监控和维护。

Claims (14)

1.一种用于风力发电机组的变流器的温控系统，其特征在于，所述温控系统包括：

主温控回路，所述主温控回路包括加热器(9)和散热器(13)，通过使第一循环介质经由所述加热器(9)加热或经由所述散热器(13)冷却并且循环流经变流器(11)而对所述变流器(11)进行加热或冷却；

辅温控回路，所述辅温控回路包括制冷回路和制热回路，所述制冷回路通过太阳能吸附式制冷板(1)对所述第一循环介质进行冷却，所述制热回路通过所述太阳能吸附式制冷板(1)对所述第一循环介质进行加热，其中，所述制热回路包括第二换热器(5)，所述太阳能吸附式制冷板(1)包括第二循环介质，所述第二循环介质从太阳能吸附式制冷板(1)由于吸热而脱附后进入所述第二换热器(5)，在所述第二换热器(5)中与所述第一循环介质进行热交换，以对所述第一循环介质进行加热；

控制器，所述控制器用于当确定需要对所述第一循环介质进行加热时，控制所述第二换热器(5)和/或所述加热器(9)运行；当确定需要对所述第一循环介质进行冷却时，控制所述制冷回路和/或所述散热器(13)运行，

其中，所述制冷回路包括第一换热器(4)、第二循环泵(2)、第二阀(3)以及使所述第一换热器(4)、所述第二循环泵(2)和所述第二阀(3)串联连接的制冷循环管道，所述第二阀(3)控制所述制冷循环管道的通断；所述制热回路还包括第三循环泵(7)、第三阀(6)以及使所述第二换热器(5)、所述第三循环泵(7)和所述第三阀(6)串联的制热循环管道，所述第三阀(6)控制所述制热循环管道的通断，所述第三阀(6)和所述第二阀(3)被构造为互锁以使得所述制冷回路和所述制热回路中的一者运行，

其中，所述控制器还用于控制所述第二阀(3)接通和使所述第二循环泵(2)启动，以使所述制冷回路运行，以及控制所述第三阀(6)接通和使所述第三循环泵(7)启动，以使所述制热回路运行。

2.如权利要求1所述的用于风力发电机组的变流器的温控系统，其特征在于，所述太阳能吸附式制冷板(1)还包括蒸发器(1c)，用于使第二循环介质通过所述蒸发器(1c)吸收热量，第三循环介质通过所述蒸发器(1c)与所述第二循环介质进行热交换后，在所述第一换热器(4)中与所述第一循环介质进行热交换，以对所述第一循环介质进行冷却。

3.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的变流器的温控系统，其特征在于，所述主温控回路还包括第一阀(14)，所述第一阀(14)具有第一入口、第二入口以及出口，所述第一阀(14)的第一入口连接到所述变流器(11)的出口，所述第一阀(14)的第二入口连接到所述散热器(13)的出口，所述加热器(9)连接在所述第一阀(14)的出口和所述变流器(11)的入口之间并且根据所述控制器的控制而操作，所述散热器(13)的入口连接在所述变流器(11)的出口，

其中，所述控制器用于控制所述第一阀(14)的所述第一入口导通并使第二入口截止，或者控制所述第一阀(14)的第二入口导通并使所述第一入口截止。

4.根据权利要求3所述的用于风力发电机组的变流器的温控系统，其特征在于，所述变流器(11)的入口侧设置有第一温度传感器(10)，所述控制器还用于基于所述第一温度传感器(10)感测的温度值分别控制所述第一阀(14)、所述第二阀(3)和所述第三阀(6)动作。

5.根据权利要求4所述的用于风力发电机组的变流器的温控系统，其特征在于，

当所述第一温度传感器(10)感测的温度值大于或等于第一温度阈值时，所述控制器使所述制冷回路运行；

当所述第一温度传感器(10)感测的温度值小于或等于第二温度阈值时，所述控制器使所述制热回路运行，

其中，所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值。

6.根据权利要求5所述的用于风力发电机组的变流器的温控系统，其特征在于，

当所述第一温度传感器(10)感测的温度值大于或等于所述第一温度阈值且小于第三温度阈值时，所述控制器控制所述制冷回路运行，并且控制所述第一阀(14)的第一入口导通并使第二入口截止；

当所述第一温度传感器(10)感测的温度值大于第四温度阈值且小于或等于第二温度阈值时，所述控制器控制所述制热回路运行，并且控制所述第一阀(14)的第一入口导通并使第二入口截止，

其中，所述第四温度阈值、所述第二温度阈值、所述第一温度阈值和所述第三温度阈值依次增大。

7.根据权利要求6所述的用于风力发电机组的变流器的温控系统，其特征在于，

当所述第一温度传感器(10)感测的温度值大于或等于所述第三温度阈值时，所述控制器控制所述制冷回路运行，并且控制所述第一阀(14)的第二入口导通并使第一入口截止；

当所述第一温度传感器(10)感测的温度值小于或等于所述第四温度阈值时，所述控制器控制所述制热回路运行，并且控制所述第一阀(14)的第一入口导通并使第二入口截止，以及控制所述加热器(9)启动。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的用于风力发电机组的变流器的温控系统，其特征在于，所述温控系统还包括：显示器(317)，用于显示所述第一温度传感器(10)感测的温度值，

和/或，所述太阳能吸附式制冷板(1)包括太阳能电池板和蓄电器(15)，用于将光能转换为电能并进行电能储存，以在风力发电机组停机时为所述温控系统供电。

9.一种用于风力发电机组的变流器的温控系统的控制方法，其特征在于，所述温控系统包括主温控回路、辅温控回路和控制器，所述主温控回路包括加热器(9)和散热器(13)，通过使第一循环介质经由所述加热器(9)加热或经由所述散热器(13)冷却并且循环流经变流器(11)而对所述变流器(11)进行加热或冷却，所述辅温控回路包括制冷回路和制热回路，所述制冷回路通过太阳能吸附式制冷板(1)对所述第一循环介质进行冷却，所述制热回路通过太阳能吸附式制冷板(1)对所述第一循环介质进行加热，其中，所述制热回路包括第二换热器(5)，所述太阳能吸附式制冷板(1)包括第二循环介质，所述第二循环介质从太阳能吸附式制冷板(1)由于吸热而脱附后进入所述第二换热器(5)，在所述第二换热器(5)中与所述第一循环介质进行热交换，以对所述第一循环介质进行加热，所述控制器用于当确定需要对所述第一循环介质进行加热时，控制所述第二换热器(5)和/或加热器(9)运行；当确定需要对所述第一循环介质进行冷却时，控制所述制冷回路和/或所述散热器(13)运行，其中，所述制冷回路包括第一换热器(4)、第二循环泵(2)、第二阀(3)以及使所述第一换热器(4)、所述第二循环泵(2)和所述第二阀(3)串联连接的制冷循环管道，所述第二阀(3)控制所述制冷循环管道的通断；所述制热回路还包括第三循环泵(7)、第三阀(6)以及使所述第二换热器(5)、所述第三循环泵(7)和所述第三阀(6)串联的制热循环管道，所述第三阀(6)控制所述制热循环管道的通断，所述第三阀(6)和所述第二阀(3)被构造为互锁以使得所述制冷回路和所述制热回路中的一者运行，其中，所述控制器还用于控制所述第二阀(3)接通和使所述第二循环泵(2)启动，以使所述制冷回路运行，以及控制所述第三阀(6)接通和使所述第三循环泵(7)启动，以使所述制热回路运行，

其中，所述控制方法包括：

获取所述变流器(11)的入口侧和/或出口侧的第一循环介质的温度值；

当所述第一循环介质的温度值大于或等于第一温度阈值时，控制所述制冷回路运行；

当所述第一循环介质的温度值小于或等于第二温度阈值时，控制从太阳能吸附式制冷板(1)由于吸热而脱附后的所述第二循环介质在所述第二换热器(5)中与所述第一循环介质进行热交换，以对所述第一循环介质进行加热，

其中，所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述太阳能吸附式制冷板(1)还包括蒸发器(1c)，用于使第二循环介质通过所述蒸发器(1c)吸收热量，所述制冷回路还包括第三循环介质，其中，

当所述第一循环介质的温度值大于或等于所述第一温度阈值时，控制通过所述蒸发器(1c)与所述第二循环介质进行热交换后的所述第三循环介质在所述第一换热器(4)中与所述第一循环介质进行热交换，以对所述第一循环介质进行冷却。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，

当所述第一循环介质的温度值大于或等于所述第一温度阈值时，控制所述第二阀(3)接通和使第二循环泵(2)启动，以使所述制冷回路运行，

当所述第一循环介质的温度值小于或等于所述第二温度阈值时，控制所述第三阀(6)接通和使第三循环泵(7)启动，以使所述制热回路运行。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述主温控回路还包括第一阀(14)，所述第一阀(14)具有第一入口、第二入口以及出口，所述第一阀(14)的第一入口连接到所述变流器(11)的出口，所述第一阀(14)的第二入口连接到所述散热器(13)的出口，所述加热器(9)连接在所述第一阀(14)的出口和所述变流器(11)的入口之间并且根据所述控制器的控制而操作，所述散热器(13)的入口连接所述变流器(11)的出口，其中，所述控制方法还包括：

当所述第一循环介质的温度值大于或等于所述第一温度阈值且小于第三温度阈值时，控制所述制冷回路运行，并且控制所述第一阀(14)的所述第一入口导通并使所述第二入口截止；

当所述第一循环介质的温度值大于第四温度阈值且小于或等于所述第二温度阈值时，控制所述制热回路运行，并且控制所述第一阀(14)的所述第一入口导通并使所述第二入口截止，

其中，所述第四温度阈值、所述第二温度阈值、所述第一温度阈值和所述第三温度阈值依次增大。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

当所述第一循环介质的温度值大于或等于所述第三温度值时，控制所述制冷回路运行，并且控制第一阀(14)的所述第二入口导通并使所述第一入口截止；

当所述第一循环介质的温度值小于或等于所述第四温度值时，控制所述制热回路运行，并且控制所述第一阀(14)的所述第一入口导通并使所述第二入口截止，还控制所述加热器(9)启动。

14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

当所述第一循环介质的温度值大于或等于第五温度阈值且小于所述第一温度阈值时，控制所述第一阀(14)的所述第二入口导通并使所述第一入口截止；

当所述第一循环介质的温度值大于所述第二温度阈值且小于或等于第六温度阈值时，控制所述第一阀(14)的所述第一入口导通并使所述第二入口截止，还控制所述加热器(9)启动，

其中，所述第四温度阈值、所述第二温度阈值、所述第六温度阈值、所述第五温度阈值、所述第一温度阈值和所述第三温度阈值依次增大。

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