CN109958587A - 海上风力发电机组的除湿设备的电控装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上风力发电机组的除湿设备的电控装置和系统。电控装置包括：监测组件、控制组件和电源切换组件，监测组件与控制组件连接，控制组件与电源切换组件连接，电源切换组件分别与风机电源和备用电源连接，其中：监测组件被配置为监测海上风力发电机组所处环境的湿度，当湿度达到阈值时，生成触发信号；控制组件被配置为根据触发信号获取供电指示信号，当供电指示信号指示风机电源能供电时，向电源切换组件发送第一控制信号；当供电信号指示风机电源不能供电时，向电源切换组件发送第二控制信号；电源切换组件被配置为连通第一供电电路；或者第二供电电路。本发明实施例能提供持续、稳定的电源，减少海上风力发电机组故障。

Description

海上风力发电机组的除湿设备的电控装置和系统

技术领域

本发明涉及一种供电系统技术领域，尤其涉及一种海上风力发电机组的除湿设备的电控装置和系统。

背景技术

随着国民对环保的日益重视，新能源发电因具有清洁、无污染等特性逐渐普及。海上风力发电受到了大众的广泛欢迎。然而，海上潮湿环境会使得风机系统出现腐蚀、生锈等问题。为了防止潮湿环境给海上风力发电机组(简称风电机组)带来的损坏，需要给风电机组配置除湿设备。

目前，除湿设备主要由机组自身所发的电量供电。然而，海上风电项目，通常地处海面偏僻地方，维修和并网工作的工期较长，会出现长时间无法并网发电和停机检修的情况。如果风电机组在上电前及故障停机时不能提供电能，除湿设备会因得不到供电而无法工作。长期处于腐蚀环境会导致风电机组中各个部件不同程度的损坏。

如何为除湿设备提供持续、稳定的电源，减少海上风力发电机组故障成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决因海上风力发电机组停机期间，无法为除湿设备提供持续、稳定的电源，造成海上风力发电机组故障的问题，本发明实施例提供了一种数据分析的方法、装置和存储介质。

第一方面，提供了一种海上风力发电机组的除湿设备的电控装置。其中，除湿设备分别与风机电源和备用电源连接。电控装置包括：监测组件、控制组件、电源切换组件，监测组件与控制组件连接，控制组件与电源切换组件连接，电源切换组件分别与风机电源和备用电源连接，其中：

监测组件被配置为监测海上风力发电机组所处环境的湿度，当湿度达到阈值时，生成触发信号；

控制组件被配置为获取触发信号，根据触发信号获取风机电源能否供电的供电指示信号，当供电指示信号指示风机电源能供电时，向电源切换组件发送由风机电源向除湿设备供电的第一控制信号；当供电信号指示风机电源不能供电时，向电源切换组件发送由备用电源向除湿设备供电的第二控制信号；

电源切换组件被配置为接收第一控制信号，根据第一控制信号，连通风机电源与除湿设备之间的第一供电电路；或者，接收第二控制信号，根据第二控制信号，连通备用电源与除湿设备之间的第二供电电路。在一些实施例中，电源切换组件包括：第一开关和第二开关，第一开关与风机电源连接，第二开关与备用电源连接，其中，

第一开关被配置为根据第一控制信号，将自身状态由断开状态变为闭合状态，以导通第一供电电路；

第二开关被配置为根据第二控制信号，将自身状态由断开状态变为闭合状态，以导通第二供电电路。

在一些实施例中，电源切换组件还包括：第三开关和/或电磁铁，其中：

第三开关为常闭开关，第三开关与第二开关连接；和/或，

电磁铁与第一开关连接，电磁铁被配置为当风机电源提供电能时处于吸合状态，并使第一开关闭合，以导通第一供电电路。

在一些实施例中，装置还包括：逆变组件，逆变组件分别与光伏组件和电源切换组件连接；

逆变组件被配置为接收备用电源所输入的直流电，将直流电转换为交流电，以将交流电向电源切换组件输送。

在一些实施例中，逆变组件包括以下逆变器中的至少一种：第一逆变器、第二逆变器、第三逆变器，其中：

第一逆变器被配置为将直流电转换为三相交流电；

第二逆变器被配置为将直流电转换为单相交流电；

第三逆变器被配置为将直流电转换为弱直流电。

在一些实施例中，当逆变组件包括第一逆变器时，电源切换组件包括：第一电源切换器，第一电源切换器与第一逆变器连接；当逆变组件包括第二逆变器时，电源切换组件包括：第二电源切换器，第二电源切换器与第二逆变器连接；当逆变组件包括第三逆变器时，电源切换组件包括：第三电源切换器，第三电源切换器与第三逆变器连接。

第二方面，提供了一种海上风力发电机组的除湿设备的电控系统。该电控系统包括：上述电控装置、风机电源和备用电源，其中，电控装置分别与风机电源和备用电源连接。

在一些实施例中，备用电源包括:光伏电源和/或蓄电池，光伏电源和蓄电池并联，光伏电源分别与控制器和电源切换组件连接，蓄电池分别与控制器和电源切换组件连接，其中：

光伏电源被配置为采集光能，将光能转化为第一电压值的光伏电能；和/或，

蓄电池被配置为提供所存储的第二电压值的存储电能。

在一些实施例中，第一电压值大于第二电压值。

在一些实施例中，控制组件还被配置为获取连通第一供电电路或者第二供电电路的连通信息，并将连通信息发送给客户端。

上述发明实施例可以通过监测组件与控制组件连接，控制组件与电源切换组件连接，电源切换组件分别与风机电源和备用电源连接，利用监测组件监测海上风力发电机组所处环境的湿度，当湿度达到阈值时，生成触发信号；控制组件根据触发信号获取供电指示信号，当供电指示信号指示风机电源能供电时，向电源切换组件发送第一控制信号；当供电信号指示风机电源不能供电时，向电源切换组件发送第二控制信号；电源切换组件连通第一供电电路，或者第二供电电路，优先选用海上风力发电机组自身发电为除湿设备供电，当海上风力发电机组在停机检修或者安装前不能供电的情况下，利用供电电源为除湿设备供电。由此，本发明实施例可以轻松应对多种供电问题，能够为除湿设备提供持续、稳定的电源，从而减少海上风力发电机组故障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例的海上风力发电机组的除湿设备的电控系统的结构示意图；

图2是本发明另一实施例的海上风力发电机组的除湿设备的电控系统的结构示意图；

图3是本发明又一实施例的海上风力发电机组的除湿设备的电控系统的结构示意图。

其中：

100-电控系统；200-除湿设备；

10-电控装置；101-监测组件；102-控制组件；103-电源切换组件；

20-风机电源；

30-备用电源；301-光伏电源；302-蓄电池；

3011-光伏组件；3012-光伏充电模块；

40-逆变组件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，各实施例的内容可以相互参考引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是本发明一实施例的海上风力发电机组的除湿设备的电控系统的结构示意图。

如图1所示，海上风力发电机组的除湿设备的电控系统100的控制对象是除湿设备200。电控系统100可以包括：电控装置10、风机电源20和备用电源30。其中，电控装置10可以分别与风机电源20和备用电源30连接。除湿设备200分别与风机电源20和备用电源30连接。

在本实施例中，电控装置10可以包括：监测组件101、控制组件102和电源切换组件103。其中，监测组件101可以与控制组件102连接，控制组件102与电源切换组件103连接，电源切换组件103可以分别与风机电源20和备用电源30连接。

在本实施例中，监测组件101被配置为监测海上风力发电机组所处环境的湿度，当湿度达到阈值时，生成触发信号。

在一些实施例中，监测组件101可以是温湿度模块，不仅可以监测湿度，还可以监测温度，阈值对应改为温度阈值和湿度阈值的组合，如，当温度达到30和/或湿度达到60％时，生成触发信号。

在本实施例中，控制组件102被配置为获取触发信号，根据触发信号获取风机电源能否供电的供电指示信号，当供电指示信号指示风机电源能供电时，向电源切换组件103发送由风机电源20向除湿设备200供电的第一控制信号；当供电信号指示风机电源20不能供电时，向电源切换组件103发送由备用电源30向除湿设备200供电的第二控制信号。

在本实施例中，电源切换组件103被配置为接收第一控制信号，根据第一控制信号，连通风机电源20与除湿设备200之间的第一供电电路；或者，接收第二控制信号，根据第二控制信号，连通备用电源30与除湿设备200之间的第二供电电路。

在本实施例中，电源切换组件103可以优先选择风机电源20(海上风力发电机自身所发的电)为除湿设备200供电。当风机电源20不能供电时，如海上风力发电机停机检修或者并网前等时间，电源切换组件103可以选择备用电源30为除湿设备200供电。

在本实施例中，电源切换组件103可以是双电源切换装置，监测组件101可以是温湿度模块，控制组件102可以是系统控制器。双电源切换装置可以安装在电气柜内，温湿度模块可以安装在柜内的合适位置(该位置需要能够监测到海上风力发电机组所处环境的湿度和/温度)，系统控制器可以位于光伏逆变控制一体柜的柜内。柜内负载的电源线和控制线可以从柜外引进柜内。电气柜可以为上进线，也可以为下进线。

在本实施例中，电控系统100可以实现通过光伏发电或者风力发电机组自身发电给风机电气柜内的除湿设备200供电，以使除湿设备200按照工艺需求为风力发电机组所处的环境进行除湿作业。

上述发明实施例可以通过监测组件与控制组件连接，控制组件与电源切换组件连接，电源切换组件分别与风机电源和备用电源连接，利用监测组件监测海上风力发电机组所处环境的湿度，当湿度达到阈值时，生成触发信号；控制组件根据触发信号获取供电指示信号，当供电指示信号指示风机电源能供电时，向电源切换组件发送第一控制信号；当供电信号指示风机电源不能供电时，向电源切换组件发送第二控制信号；电源切换组件连通第一供电电路，或者第二供电电路，优先选用海上风力发电机组自身发电为除湿设备供电，当海上风力发电机组在停机检修或者安装前不能供电的情况下，利用供电电源为除湿设备供电。由此，本发明实施例可以轻松应对多种供电问题，能够为除湿设备提供持续、稳定的电源，从而减少海上风力发电机组故障。

图2是本发明另一实施例的海上风力发电机组的除湿设备的电控系统的结构示意图。

参考图1和图2，图2实施例在图1实施例的基础上，电控系统100还包括：逆变组件40。即，电控系统100可以包括：电控装置10、风机电源20、备用电源30和逆变组件40。逆变组件40分别与备用电源30和电源切换组件103连接。逆变组件40被配置为接收备用电源30所输入的直流电，将直流电转换为交流电，以将交流电向电源切换组件103输送。

另外，备用电源30可以包括：光伏电源301和/或蓄电池302。光伏电源301和蓄电池302并联。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

当电控系统100中没有逆变组件40时，光伏电源301可以分别与控制组件102和电源切换组件103连接，蓄电池302可以分别与控制组件102和电源切换组件103连接(图中未标注)。

光伏电源301被配置为采集光能，将光能转化为第一电压值的光伏电能；蓄电池302被配置为提供所存储的第二电压值的存储电能。

在本实施例中，第一电压值(如150V)大于第二电压值(如48V)。光伏电源301通常白天可以生成大于100V的直流电，而蓄电池是48V的直流电源。在本实施例中，光伏电源301可以具备最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)功能和模块化形式，可并联扩展。因此，白天光伏电源301能提供的电压要远大于蓄电池的电压。由此，在风机电源20不能供电的情况下，在白天，电源切换组件103可以调用光伏电源301所产生的电能，而晚间，则可以调用蓄电池302的电能。

在本实施例中，控制组件102还被配置为获取连通第一供电电路或者第二供电电路的连通信息，并将连通信息发送给客户端。例如，用户通过客户端，可以了解到是由风机电源20供电或者是备用电源30供电。当备用电源30供电时，在客户端，用户还可以了解到是由光伏电源301供电或者是由蓄电池302供电，以及可以了解各种情况下，所供电的具体情况。

图3是本发明又一实施例的海上风力发电机组的除湿设备的电控系统的结构示意图。

参考图1、图2和图3，图3实施例在图2实施例的不同之处主要在于：

在本实施例中，光伏电源301可以包括：光伏组件3011和光伏充电模块3012。光伏组件3011采集光能，光伏充电模块3012将光能转化的第一电压值的光伏电能进行存储。

在一些实施例中，电源切换组件103可以包括：第一开关K1和第二开关K2，第一开关K1与风机电源20连接，第二开关K2与备用电源连接。其中，第一开关K1被配置为根据第一控制信号，将自身状态由断开状态变为闭合状态，以导通第一供电电路；第二开关K2被配置为根据第二控制信号，将自身状态由断开状态变为闭合状态，以导通第二供电电路。

在一些实施例中，电源切换组件103还包括：第三开关K3和/或电磁铁KM1。其中：第三开关K3可以为常闭开关，第三开关K3与第二开关K2连接；电磁铁KM1与第一开关K1连接，电磁铁KM1被配置为当风机电源20提供电能时处于吸合状态，并使第一开关K1闭合，以导通第一供电电路。

在一些实施例中，逆变组件40可以包括以下逆变器中的至少一种：第一逆变器、第二逆变器、第三逆变器。

本实施例中，根据除湿工艺，为保证海上风力发电机组的除湿要求，需要3种不同供电电压要求的除湿设备。第一种：380VAC的风机的变流柜风扇；第二种：230VAC的机舱柜加热器、蒸发器、塔筒转轮除湿机和机舱转轮除湿机；第三种：24VDC的变流柜除湿器。

第一逆变器被配置为将直流电转换为三相交流电，即，第一逆变器可以将直流电逆变并稳压生成380VAC。第二逆变器被配置为将直流电转换为单相交流电，即，第二逆变器可以将直流电逆变并稳压生成230VAC。第三逆变器被配置为将直流电转换为弱直流电，即，第三逆变器可以将直流电逆变并稳压生成230VAC，再经交直流转换器，将230VAC转换为24VDC。

在一些实施例中，当逆变组件包括第一逆变器时，电源切换组件包括：第一电源切换器，第一电源切换器与第一逆变器连接；当逆变组件包括第二逆变器时，电源切换组件包括：第二电源切换器，第二电源切换器与第二逆变器连接；当逆变组件包括第三逆变器时，电源切换组件包括：第三电源切换器，第三电源切换器与第三逆变器连接。

在一些实施例中，在海上风机上电前及风机故障停机时，上述设备由光伏发出的电供电；当风机正常运行时，上述设备由风机发出的电(如风机电源)供电。

在一些实施例中，光伏充电模块3012受控制组件进行如下控制：负载(除湿设备)需要供电时光伏组件发出的直流电由模块化逆变器逆变出交流电给负载供电；负载不需要供电时光伏组件发出的直流电给蓄电池充电。光伏充电模块具备MPPT(最大功率跟踪)功能和模块化形式，可并联扩展。

在一些实施例中，逆变组件(如模块化的逆变器)受控制组件进行如下控制：能把光伏发出的直流电逆变出交流电给负载供电。模块化逆变器能提供三种电源：380VAC三相交流电、230VAC单相交流电、24VDC直流电，24V直流电可以由230V的交流电通过整流模块实现。

在一些实施例中，电源切换组件(如双电源切换系统)工作原理：当风机的电路(即主电源)没有电时，KM1不吸合，常开开关(如K1)处于打开状态，常闭开关(如K3)处于闭合状态，负载由光伏供电；当风机的电路(即主电源)上电时，KM1吸合，常开开关(如K1)处于关闭状态，常闭开关(如K3)处于打开状态，负载由主电源供电。

在一些实施例中，控制组件根据温湿度模块的值控制第二开关K2的闭合和打开，从而控制给负载供电和断电。

本发明是通过温湿度模块、系统控制器及开关K3实现按照工艺要求给负载供电和断电的，但是如果直接用温湿度开关也能实现这部分功能。但是如果采用温湿度开关实现这部分功能，这部分的信息将不会由系统控制器无线发送到用户端。使用者将不会远程了解这部分功能的运行情况。

上述发明可以使光伏的电控和风机的电控融合在一起，按照工艺进行除湿作业，能解决海上风力发电机组在上电前及故障停机时的除湿问题。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个实施例中描述的方法。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk，SSD)等。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上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，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种海上风力发电机组的除湿设备的电控装置，其中，所述除湿设备分别与风机电源和备用电源连接，其特征在于，所述电控装置包括：监测组件、控制组件和电源切换组件，所述监测组件与所述控制组件连接，所述控制组件与所述电源切换组件连接，所述电源切换组件分别与所述风机电源和所述备用电源连接，其中：

所述监测组件被配置为监测海上风力发电机组所处环境的湿度，当所述湿度达到阈值时，生成触发信号；

所述控制组件被配置为获取所述触发信号，根据所述触发信号获取所述风机电源能否供电的供电指示信号，当所述供电指示信号指示所述风机电源能供电时，向所述电源切换组件发送由所述风机电源向所述除湿设备供电的第一控制信号；当所述供电信号指示所述风机电源不能供电时，向所述电源切换组件发送由所述备用电源向所述除湿设备供电的第二控制信号；

所述电源切换组件被配置为接收所述第一控制信号，根据所述第一控制信号，连通所述风机电源与所述除湿设备之间的第一供电电路；或者，接收所述第二控制信号，根据所述第二控制信号，连通所述备用电源与所述除湿设备之间的第二供电电路。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述电源切换组件包括：第一开关和第二开关，所述第一开关与所述风机电源连接，所述第二开关与所述备用电源连接，其中，

所述第一开关被配置为根据所述第一控制信号，将自身状态由断开状态变为闭合状态，以导通所述第一供电电路；

所述第二开关被配置为根据所述第二控制信号，将自身状态由断开状态变为闭合状态，以导通所述第二供电电路。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电源切换组件还包括：第三开关和/或电磁铁，其中：

所述第三开关为常闭开关，所述第三开关与所述第二开关连接；和/或，

所述电磁铁与所述第一开关连接，所述电磁铁被配置为当所述风机电源提供电能时处于吸合状态，并使所述第一开关闭合，以导通所述第一供电电路。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：逆变组件，所述逆变组件分别与所述备用电源和所述电源切换组件连接；

所述逆变组件被配置为接收所述备用电源所输入的直流电，将所述直流电转换为交流电，以将所述交流电向所述电源切换组件输送。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述逆变组件包括以下逆变器中的至少一种：第一逆变器、第二逆变器、第三逆变器，其中：

所述第一逆变器被配置为将所述直流电转换为三相交流电；

所述第二逆变器被配置为将所述直流电转换为单相交流电；

所述第三逆变器被配置为将所述直流电转换为弱直流电。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，其中：

当所述逆变组件包括所述第一逆变器时，所述电源切换组件包括：第一电源切换器，所述第一电源切换器与所述第一逆变器连接；

当所述逆变组件包括所述第二逆变器时，所述电源切换组件包括：第二电源切换器，所述第二电源切换器与所述第二逆变器连接；

当所述逆变组件包括所述第三逆变器时，所述电源切换组件包括：第三电源切换器，所述第三电源切换器与所述第三逆变器连接。

7.一种海上风力发电机组的除湿设备的电控系统，其特征在于，所述电控系统包括：

如权利要求1-6中任一项所述的电控装置、风机电源和备用电源，其中，所述电控装置分别与所述风机电源和所述备用电源连接。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述备用电源包括:光伏电源和/或蓄电池，

当所述备用电源包括光伏电源和所述蓄电池时，所述光伏电源和所述蓄电池并联，所述光伏电源分别与所述控制组件和所述电源切换组件连接，所述蓄电池分别与所述控制组件和所述电源切换组件连接，其中：

所述光伏电源被配置为采集光能，将所述光能转化为第一电压值的光伏电能；

所述蓄电池被配置为提供所存储的第二电压值的存储电能。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一电压值大于所述第二电压值。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的系统，其特征在于，所述控制组件还被配置为获取连通所述第一供电电路或者所述第二供电电路的连通信息，并将所述连通信息发送给客户端。