CN114263575A - 一种光伏供电风机除湿系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏供电风机除湿系统，包括发电系统，发电系统包括发电单元、供能单元、储能单元和监测单元，发电单元包括光伏板组件，供能单元包括光伏逆变器、光伏控制器，光伏板组件电性连接光伏逆变器，光伏逆变器电性连接光伏控制器，储能单元包括UPS电源，UPS电源电性连接光伏控制器，发电系统连接监测单元，监测单元安装在风机除湿系统，本发明工作原理简单，智能化程度高，与传统人工除湿物资投放及回收相比，光伏供能风电除湿系统采用自动供电及除湿系统，在设置好阈值温湿度控制器后，能够实时判断风机现场环境情况，实现连续工作，除湿效果显著。结构设计合理，稳定性和安全性更高，且操作十分便利，适用于目前海上风机，能够代替传统人工投放除湿物资进行设备保护的方式，极大地提高风机设备的可靠性和降低运维成本。

Description

一种光伏供电风机除湿系统

技术领域

本发明涉及风机除湿技术领域，具体为一种光伏供电风机除湿系统。

背景技术

随着我国海上风电的高速发展，大量的海上风电场正处于施工建设期。由于海上风电场井喷式的发展，故风场配套海缆的制造及铺设严重滞后于风机吊装，导致在风机安装完成后不能第一时间进行倒送电，使得风机内除湿循环系统无法正常运作。另一方面，和陆上风电相比，由于海上风电的特殊环境，海上风机设备将面临高盐雾、高腐蚀性的挑战，因此，很多海上风机在并网前都出现部分设备锈蚀、功能失灵的情况，对风场建成后风机稳定性留下很多隐患。

目前，针对此类问题，国内采用的主要方法是：定期安排人员乘坐交通船登上风机，在底段塔筒各个电气柜内及重要管线周围投放大量干燥剂及除湿盒来降低机组内盐雾腐蚀（10天左右为1个周期）。此方案存在以下几种弊端：

1、实际投放周期过长。

海上风电出海作业窗口期短，受天气、潮汐等自然环境影响较大，通达性差，很难按照投放周期10天。

2、成本较高。

除湿物资单次单台投放约60袋，加上交通船及人员费用，平均1台风机除湿所花费用4万左右。

3、物资转运不便

大量除湿物资需要在陆上采购，在码头进行搬运，再在风机进行倒运，费时费力，且物资还需回收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏供电风机除湿系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光伏供电风机除湿系统，包括发电系统，所述发电系统包括发电单元、供能单元、储能单元和监测单元，所述发电单元包括光伏板组件，所述供能单元包括光伏逆变器、光伏控制器，所述光伏板组件电性连接光伏逆变器，所述光伏逆变器电性连接光伏控制器，所述储能单元包括UPS电源，所述UPS电源电性连接光伏控制器，所述发电系统连接监测单元，所述监测单元安装在风机除湿系统，其中，所述光伏板组件用于接收太阳能；所述光伏逆变器将光伏板组件上的直流电转换成风机除湿系统中常用的交流电，同时光伏控制器进行电路的信息采集和电路保护；所述储存多余电能，并在长时间阴雨天气时，提供主要电能，保持设备的正常运作。

优选的，所述监测单元包括温度传感器、湿度传感器、传感信号放大器、控制单元、保护单元和无线传输单元，所述温度传感器和湿度传感器均安装在风机内，所述温度传感器、湿度传感器通过传感信号放大器连接控制单元，所述控制单元连接保护单元，所述控制单元通过无线传输单元连接后台监控中心。

优选的，所述传感信号放大器包括第一运算放大器、第二运算放大器，所述第一运算放大器正极输入端通过电阻K连接信号接收端，所述第一运算放大器负极输入端通过电容接地，所述第一运算放大器输出端连接第二运算放大器正极输入端，所述第二运算放大器负极输入端通过电阻L接地，所述第二运算放大器输出端通过电阻M连接信号输出端。

优选的，所述保护单元包括三极管A、三极管B、场效应晶体管,三极管A集电极连接电阻E与电阻F连接点，电阻E另一端接入电源端，电阻F另一端接地，所述三极管B集电极连接电阻G与电阻H连接点，电阻G另一端接入电源端，电阻H另一端接地；三极管A发射极连接电阻I一端，电阻I另一端连接场效应晶体管栅极，场效应晶体管漏极接地，源级通过电阻J接入电源端，源级还连接逻辑门电路，三极管A与三极管B的基极连接电阻C与电阻D连接点，电阻D串联连接电阻C、电阻B、电阻A，电阻A另一端连接交流电压端，电阻D另一端接地。

优选的，其使用方法包括以下步骤：

A、发电单元接收太阳能能量后通过供能单元转换后储存至UPS电源中，UPS电源为监测单元提供电源；

B、风机内的温度传感器和湿度传感器分别采集风机内的温湿度信号，采集的温湿度信号通过传感信号放大器放大后传输至控制单元内；

C、控制器进行数值判断，若超过阈值，则正常供应电能，保证设备的正常运转，若低于阈值，则切断供应的电能，进行电能的存储，使得风机内部环境始终保持在合理范围之内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明工作原理简单，智能化程度高，与传统人工除湿物资投放及回收相比，光伏供能风电除湿系统采用自动供电及除湿系统，在设置好阈值温湿度控制器后，能够实时判断风机现场环境情况，实现连续工作，除湿效果显著。结构设计合理，稳定性和安全性更高，且操作十分便利，适用于目前海上风机，能够代替传统人工投放除湿物资进行设备保护的方式，极大地提高风机设备的可靠性和降低运维成本。

（2）本发明与传统人工除湿物资投放及回收相比，光伏供能风电除湿系统一次性投入设备资金单台风机为3万左右，系统稳定性高，设备维护简单且成本低，且无需人员及船舶费用，成本可控。

（3）本发明中，光伏供能风电除湿系统的能源供应为太阳能，是一种清洁能源，无需投放除湿物资，减少除湿垃圾回收的处理，同时也减少了船舶转运带来的油污和水体污染，有利于生态环境的保护。

附图说明

图1为本发明系统原理框图；

图2为本发明传感信号放大器电路图；

图3为本发明保护单元电路图；

图4为本发明流程图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种光伏供电风机除湿系统，包括发电系统，所述发电系统包括发电单元、供能单元、储能单元和监测单元，所述发电单元包括光伏板组件1，所述供能单元包括光伏逆变器2、光伏控制器3，所述光伏板组件1电性连接光伏逆变器2，所述光伏逆变器2电性连接光伏控制器3，所述储能单元包括UPS电源4，所述UPS电源4电性连接光伏控制器3，所述发电系统连接监测单元，所述监测单元安装在风机除湿系统，其中，所述光伏板组件用于接收太阳能；所述光伏逆变器将光伏板组件上的直流电转换成风机除湿系统中常用的交流电，同时光伏控制器进行电路的信息采集和电路保护；所述储存多余电能，并在长时间阴雨天气时，提供主要电能，保持设备的正常运作。本发明中，光伏供能风电除湿系统的能源供应为太阳能，是一种清洁能源，无需投放除湿物资，减少除湿垃圾回收的处理，同时也减少了船舶转运带来的油污和水体污染，有利于生态环境的保护。

本发明中，监测单元包括温度传感器5、湿度传感器6、传感信号放大器7、控制单元8、保护单元9和无线传输单元10，所述温度传感器5和湿度传感器6均安装在风机内，所述温度传感器5、湿度传感器6通过传感信号放大器7连接控制单元8，所述控制单元8连接保护单元9，所述控制单元8通过无线传输单元10连接后台监控中心11。

本发明中，传感信号放大器7包括第一运算放大器12、第二运算放大器13，所述第一运算放大器12正极输入端通过电阻K11a连接信号接收端，所述第一运算放大器12负极输入端通过电容14接地，所述第一运算放大器12输出端连接第二运算放大器13正极输入端，所述第二运算放大器13负极输入端通过电阻L12a接地，所述第二运算放大器13输出端通过电阻M13a连接信号输出端。本发明采用的传感信号放大器能够实现对传感信号的无失真放大，进一步提高了监测效率。

本发明中，保护单元9包括三极管A1b、三极管B2b、场效应晶体管14,三极管A1b集电极连接电阻E5a与电阻F6a连接点，电阻E5a另一端接入电源端，电阻F6a另一端接地，所述三极管B2b集电极连接电阻G7a与电阻H8a连接点，电阻G7a另一端接入电源端，电阻H8a另一端接地；三极管A1b发射极连接电阻I9a一端，电阻I9a另一端连接场效应晶体管14栅极，场效应晶体管14漏极接地，源级通过电阻J10a接入电源端，源级还连接逻辑门电路15，三极管A1b与三极管B2b的基极连接电阻C3a与电阻D4a连接点，电阻D4a串联连接电阻C3a、电阻B2a、电阻A1a，电阻A1a另一端连接交流电压端，电阻D4a另一端接地。当处于过压时，三极管三极管A1b导通， 三极管B2b截止，场效应晶体管导通， 逻辑门电路输出为低电平，关闭驱动信号，逆变器由正常工作状态转为过压保护状态，当逆变器直流输入正极电压过低时，三极管A1b截止， 三极管B2b导通，场效应晶体管导通， 场效应晶体管源极输出电压为低电平，逻辑门电路输出为低电平，关闭驱动信号，逆变器由正常工作状态转为欠压保护状态。

工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：

A、发电单元接收太阳能能量后通过供能单元转换后储存至UPS电源中，UPS电源为监测单元提供电源；

B、风机内的温度传感器和湿度传感器分别采集风机内的温湿度信号，采集的温湿度信号通过传感信号放大器放大后传输至控制单元内；

C、控制器进行数值判断，若超过阈值，则正常供应电能，保证设备的正常运转，若低于阈值，则切断供应的电能，进行电能的存储，使得风机内部环境始终保持在合理范围之内。

本发明与传统人工除湿物资投放及回收相比，光伏供能风电除湿系统一次性投入设备资金单台风机为3万左右，系统稳定性高，设备维护简单且成本低，且无需人员及船舶费用，成本可控。

综上所述，本发明工作原理简单，智能化程度高，与传统人工除湿物资投放及回收相比，光伏供能风电除湿系统采用自动供电及除湿系统，在设置好阈值温湿度控制器后，能够实时判断风机现场环境情况，实现连续工作，除湿效果显著。结构设计合理，稳定性和安全性更高，且操作十分便利，适用于目前海上风机，能够代替传统人工投放除湿物资进行设备保护的方式，极大地提高风机设备的可靠性和降低运维成本。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种光伏供电风机除湿系统，包括发电系统，其特征在于：所述发电系统包括发电单元、供能单元、储能单元和监测单元，所述发电单元包括光伏板组件（1），所述供能单元包括光伏逆变器（2）、光伏控制器（3），所述光伏板组件（1）电性连接光伏逆变器（2），所述光伏逆变器（2）电性连接光伏控制器（3），所述储能单元包括UPS电源（4），所述UPS电源（4）电性连接光伏控制器（3），所述发电系统连接监测单元，所述监测单元安装在风机除湿系统，其中，所述光伏板组件用于接收太阳能；所述光伏逆变器将光伏板组件上的直流电转换成风机除湿系统中常用的交流电，同时光伏控制器进行电路的信息采集和电路保护；所述储存多余电能，并在长时间阴雨天气时，提供主要电能，保持设备的正常运作。

2.根据权利要求1所述的一种光伏供电风机除湿系统，其特征在于：所述监测单元包括温度传感器（5）、湿度传感器（6）、传感信号放大器（7）、控制单元（8）、保护单元（9）和无线传输单元（10），所述温度传感器（5）和湿度传感器（6）均安装在风机内，所述温度传感器（5）、湿度传感器（6）通过传感信号放大器（7）连接控制单元（8），所述控制单元（8）连接保护单元（9），所述控制单元（8）通过无线传输单元（10）连接后台监控中心（11）。

3.根据权利要求2所述的一种光伏供电风机除湿系统，其特征在于：所述传感信号放大器（7）包括第一运算放大器（12）、第二运算放大器（13），所述第一运算放大器（12）正极输入端通过电阻K(11a)连接信号接收端，所述第一运算放大器（12）负极输入端通过电容（14）接地，所述第一运算放大器（12）输出端连接第二运算放大器（13）正极输入端，所述第二运算放大器（13）负极输入端通过电阻L(12a)接地，所述第二运算放大器（13）输出端通过电阻M(13a)连接信号输出端。

4.根据权利要求2所述的一种光伏供电风机除湿系统，其特征在于：所述保护单元(9)包括三极管A(1b)、三极管B(2b)、场效应晶体管(14),三极管A(1b)集电极连接电阻E(5a)与电阻F(6a)连接点，电阻E(5a)另一端接入电源端，电阻F(6a)另一端接地，所述三极管B(2b)集电极连接电阻G(7a)与电阻H(8a)连接点，电阻G(7a)另一端接入电源端，电阻H(8a)另一端接地；三极管A(1b)发射极连接电阻I(9a)一端，电阻I(9a)另一端连接场效应晶体管(14)栅极，场效应晶体管(14)漏极接地，源级通过电阻J(10a)接入电源端，源级还连接逻辑门电路(15)，三极管A(1b)与三极管B(2b)的基极连接电阻C(3a)与电阻D(4a)连接点，电阻D(4a)串联连接电阻C(3a)、电阻B(2a)、电阻A(1a)，电阻A(1a)另一端连接交流电压端，电阻D(4a)另一端接地。

5.实现权利要求1所述的一种光伏供电风机除湿系统的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：

A、发电单元接收太阳能能量后通过供能单元转换后储存至UPS电源中，UPS电源为监测单元提供电源；

B、风机内的温度传感器和湿度传感器分别采集风机内的温湿度信号，采集的温湿度信号通过传感信号放大器放大后传输至控制单元内；

C、控制器进行数值判断，若超过阈值，则正常供应电能，保证设备的正常运转，若低于阈值，则切断供应的电能，进行电能的存储，使得风机内部环境始终保持在合理范围之内。

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