风力发电机的烘潮加热控制方法和系统的制作方法
风力发电机的烘潮加热控制方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及风电技术领域，尤其设及一种风力发电机的烘潮加热控制方法和系 统。
【背景技术】
[0002] 风力发电机（简称"发电机"）的绕组的绝缘值受外界环境因素影响较大，即使发 电机绕组绝缘工艺满足工艺质量要求，也不能保证绝缘值始终保持出厂状态。当发电机绕 组的绝缘值低于一定值时，绝缘等级降低，绝缘被击穿，导致发电机绕组间短路，造成发电 机烧毁。
[0003] 目前，风电行业还没有成熟的适用于发电机组的发电机的烘潮方式，常用的发电 机烘潮加热都是在发电机停运状态下，通过其他设备对发电机进行加热，该种方式存在W 下缺点和不足：
[0004] (1)需要额外的烘潮加热设备，烘潮加热设备的采购、维护、运输将增加风力发电 机组的维护成本。
[0005] (2)烘潮加热必须在风力发电机组停运状态下进行，影响风电场发电效益。
[0006] (3)烘潮加热过程只能通过人为方式进行手动调整，并需要人员值守；同时烘潮 加热不适合野外实施。
【发明内容】
[0007] 本发明的实施例提供一种风力发电机的烘潮加热控制方法和系统，W实现对风力 发电机进行合理高效的自动烘潮加热，进而稳定发电机绕组的绝缘值处于正常范围，保证 发电机正常工作。
[000引为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种风力发电机的烘潮加热控制方法， 包括：
[0009] 周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若所述绝缘值低于绝缘值阔值，则启动单 次烘潮加热流程，所述单次烘潮加热流程包括周期性执行：
[0010] 获取风力发电机绕组温度；
[0011] 根据所述风力发电机绕组温度计算烘潮加热电流；
[0012] 将所述烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，W使所述变流器控制所述烘潮 加热电流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直至单次烘潮 加热流程结束。
[0013] 本发明的实施例还提供了一种风力发电机的烘潮加热控制系统，所述系统包括：
[0014] 绝缘值检测模块，用于周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若所述绝缘值低于 绝缘值阔值，则触发烘潮加热模块启动单次烘潮加热流程；
[0015] 所述烘潮加热模块包括：
[0016] 绕组温度获取单元，用于在所述单次烘潮加热流程中周期性获取风力发电机绕组 温度；
[0017] 加热电流计算单元，用于在所述单次烘潮加热流程中根据所述风力发电机绕组温 度计算烘潮加热电流；
[001引发送单元，用于将所述烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，W使所述变流 器控制所述烘潮加热电流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加 热直至单次烘潮加热流程结束。
[0019] 本发明实施例提供的风力发电机的烘潮加热控制方法和系统，通过在各单次烘潮 加热流程中，周期性获取风力发电机绕组温度来计算烘潮加热电流，并将该电流给定至风 力发电机的变流器W使其将电流加载至风力发电机绕组上实现对风力发电机进行烘潮加 热目的，进而提高风力发电机绕组绝缘值，保证风力发电机正常工作的目的。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制方法一个实施例的方法流程图；
[0021] 图2为本发明提供的根据风力发电机绕组温度计算烘潮加热电流的方法流程图；
[0022] 图3为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制方法另一个实施例的方法流程 图；
[0023] 图4为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制系统一个实施例的结构示意图；
[0024] 图5为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制系统另一个实施例的结构示意 图；
[0025] 图6为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制系统又一个实施例的结构示意 图。
[0026] 附图标号说明
[0027] 41-绝缘值检测模块、42-烘潮加热模块、421-绕组温度获取单元、422-加热电流 计算单元、423-发送单元、424-功率检测单元；43-变流器温度获取模块；44-预置电流设 置模块、45-第一时间累积模块、46-第二时间累积模块。
【具体实施方式】
[002引本发明的实施例通过向风力发电机绕组注入烘潮加热电流，利用烘潮加热电流产 生的热功率，来提高发电机绕组的温度，进而实现对发电机进行烘潮加热的目的。同时在获 取烘潮加热电流时，参考了发电机绕组的各时刻下的温度值，W获得更加合理的烘潮加热 电流值。本发明实施例的技术方案可W适用于各种风力发电机的烘潮加热控制。
[0029] 实施例一
[0030] 图1为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制方法一个实施例的方法流程图， 该方法的执行主体可W为风力发电机组的变流器控制器，或集成在该变流器控制器中的烘 潮加热控制系统（本发明后续将执行主体简称为"系统"）。该方法被执行的触发环境是在 周期性检测风力发电机绕组的绝缘值的过程中，当绝缘值低于绝缘值阔值时，达到环境触 发条件。在上述触发的环境条件满足时，系统将启动单次烘潮加热流程对发电机进行烘潮 加热。具体地，发电机绕组的绝缘值可通过在发电机绕组上装配绝缘检测设备完成。
[0031] 该里说明，虽然检测风力发电机绕组的绝缘值是周期性完成，但绝缘值满足触发 条件后，每两个单次烘潮加热流程只能顺序进行，而不能并行执行，即；若当前周期检测的 发电机绕组绝缘值满足启动单次烘潮加热流程触发条件，且系统也正在执行单次烘潮加热 流程，那么本次的条件触发可忽略，直到当前执行的单次烘潮加热流程结束后，产生的条件 触发才有效。如图1所示，该风力发电机的烘潮加热控制方法包括：
[003引 S101，周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若绝缘值低于绝缘值阔值，则启动单 次烘潮加热流程，即；周期性执行如步骤S102~S104的步骤操作。
[0033] 其中，所述的绝缘值阔值为技术人员的经验值，用于衡量发电机绕组的绝缘情况 是否可继续适应发电机的正常工作。
[0034] S102,获取风力发电机绕组温度。
[0035] 由于本方案是基于发电机正常工作时利用对发电机绕组注入烘潮加热电流来实 现发电机的烘潮加热，因此，该里所指的发电机绕组的温度为通过温度传感器等类似装置 获得的发电机运行时绕组的温度。
[0036] S103,根据风力发电机绕组温度计算烘潮加热电流。
[0037] 由于发电机处于运行状态时，其发电机绕组上会产生一定的热功率，使得发电机 绕组温度升高。发电机因正常运行导致其绕组温度升高可W对发电机的烘潮除湿产生一定 贡献。同时，由于注入烘潮加热电流后，发电机绕组温度会进一步升高，且温升速度会随着 注入的电流的大小而有所不同。
[003引考虑到向发电机额外注入烘潮加热电流产生热功率导致的资源消耗，烘潮加热时 间W及烘潮加热温度之间的关系，本实施例采用一种优选的向发电机的逆变器注入烘潮加 热电流W提高发电机绕组温度、提高发电机绕组绝缘值的方案，即；周期性的检测发电机绕 组的温度，然后根据发电机绕组温度来计算各周期内烘潮加热电流。如此，既可W将注入烘 潮加热电流产生热功率导致的资源消耗降低到理想范围，又可W在可接受的时间段内将发 电机绕组的绝缘值提高到安全范围。
[0039] 在具体应用场景中，可W根据发电机绕组温度的大小计算烘潮加热电流，例如：若 当前绕组温度较高，则可通过计算适当减小注入的烘潮加热电流；若当前绕组温度较低，贝U 可通过计算适当提高注入的烘潮加热电流。具体地，计算烘潮加热电流的方法可通过建立 与发电机绕组温度值相关的数学函数实现，在此本实施例对数学函数的表达式不作限定。
[0040] S104,将烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，W使变流器控制烘潮加热电 流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直至单次烘潮加热流 程结束。
[0041] 其中，烘潮加热电流通过发电机变流器给定至发电机绕组，其目的在于发电机自 身的烘潮加热，提高发电机绕组的绝缘值，与发电机正常运行时发电机逆变器根据策略给 定的工作电流是功能不同的注入电流。在注入烘潮加热电流时也可W考虑机组本身的给定 工作电流对发电机加热的影响，适当调整烘潮加热电流的大小。当达到单次烘潮加热流程 结束的触发条件后，本次烘潮加热流程结束。该里说明，单次烘潮加热流程结束的触发条件 可W是预定的外部触发条件，如达到预定加热时间、预定加热温度等；也可W是在执行烘潮 加热流程中，达到内部触发条件，如发电机绕组的温度高于某温度值的时间超过一定时长、 因故障导致的烘潮加热中断等。
[0042] 单次烘潮加热流程结束后，系统可继续通过检测发电机绕组的绝缘值是否低于绝 缘值阔值来判断，是否有必要再次启动单次烘潮加热流程。
[0043] 本发明实施例提供的风力发电机的烘潮加热控制方法，在风力发电 机绕组的绝缘 值低于绝缘值阔值时，启动单次烘潮加热流程；在单次烘潮加热流程中，周期性获取发电机 绕组温度来计算烘潮加热电流，并将该电流给定至风力发电机的变流器W使其将电流加载 至发电机绕组上实现对发电机进行烘潮加热目的，进而提高发电机绕组绝缘值，保证发电 机正常工作的目的。同时，由于本实施例是根据各周期内发电机绕组温度来计算烘潮加热 电流，可W将注入烘潮加热电流产生热功率导致的资源消耗、发电机绕组温度的温升进行 合理的折中，从而在达到提高发电机绕组绝缘值目的前提下，将资源成本和烘潮加热效率 尽可能同时达到最优。
[0044] 实施例二
[0045] 图2为本发明提供的上述步骤103中，根据发电机绕组温度计算烘潮加热电流的 方法流程图。在图2中，通过判断当前计算烘潮加热电流的处理过程是否为执行本次烘潮 加热流程中的首次处理过程，来分别计算得到烘潮加热电流，具体方法步骤如下：
[0046] S201，计算烘潮加热电流启动。
[0047] S202,判断本次计算烘潮加热电流的处理过程是否为执行本次烘潮加热流程中的 首次处理过程。
[0048] S203,若步骤S202中的判断为是，则根据；
[0049] Ia=kiXI〇...................................(1)
[0050] 计算得到烘潮加热电流la;其中：
[0化1] 若风力发电机绕组温度小于50°c，ki= 1 ;
[0052] 右风力发电机绕组温度不小于50C,ki= 0. 6X(1-110)/110);
[0053] I。为预置电流。具体地，针对I。的具体取值，本实施例也给出了优选的实施方式。 考虑到发电机的变流器的温度变化对I。注入后的敏感程度，是否还可W维持在正常的工作 温度范围，本实施例依据当前变流器的温度对I。的给定值进行设置。
[0化4] 设置I。的给定值步骤为；
[0化5] 获取风力发电机的变流器的温度；
[0化6] 若变流器的温度< 65°C，设置预置电流1。= 680A;
[0057] 若65°C《变流器的温度< 68°C，设置预置电流1。= 620A;
[0化引若变流器的温度> 68°C，设置预置电流1。= 563A。
[0059] 如此，在当变流器的温度较高时，设置预置电流I。较小；当变流器的温度较低时， 设置预置电流I。较大；W保证变流器的温度始终保持在正常的工作温度范围，确保注入I。 后，变流器仍可W正常工作。
[0060] S204,若步骤S202中的判断为否，则根据；
[0061]
[0062] 计算得到本次烘潮加热流程中的第k次计算得到的所述烘潮加热电流I。化）；其 中：
[0063] 若 50°C《风力发电机绕组温度< 90°C，k2= 1.2-0. 0025(t-50)-0. 02At;
[0064] 若90°C《风力发电机绕组温度< 110°C，k2= 1. 1-0. 005(t-90)-0. 02At;
[0065] 若 110°C《风力发电机绕组温度< 120°C，k2= 1-0. 01(t-110)-0. 02At;
[0066] 若 120°C《风力发电机绕组温度 < 140°C，k2= 0. 9-0. 005(t-120)-0. 02At;
[0067] 其中，At为第k次相对于第k-1获取的风力发电机绕组温度的增量。
[0068] 如此，在考虑当前发电机绕组温度、上一周期发电机绕组的温度W及本次相对于 上一次发电机绕组温度的增量的基础上，计算本次的烘潮加热电流，可W更合理准确的控 制烘潮加热进程。具体地，若当前发电机绕组温度较低，温度增量较小时，可通过公式（2) 增大烘潮加热电流从而增进烘潮加热速度；若当前发电机绕组温度较高，温度增量较大时， 可通过公式（2)减小烘潮加热电流从而减缓烘潮加热速度；最终实现稳步合理的烘潮加热 目的。
[0069] 可选地，在计算烘潮加热电流时，还可W参考其他参量，如发电机注入的工作电 流、输出功率等对公式（2)进行改进，本实施例在此不一一列举。
[0070] 本实施例是对上述步骤103进行的进一步细化，示出了计算烘潮加热电流的具体 实现方式，即通过引入判断当前烘潮加热电流的处理过程是否为执行本次烘潮加热流程中 的首次处理过程，来分别计算两种情况下的烘潮加热电流。同时，在首次的处理过程中，弓I 入随变流器的温度而定的预置电流I。;在非首次的处理过程中，考虑了当前发电机绕组温 度、上一周期发电机绕组的温度W及本次相对于上一次发电机绕组温度的增量；最终使得 计算得到的烘潮加热电流，更能合理的控制烘潮加热进程。
[0071] 实施例S
[0072] 图3为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制方法另一个实施例的方法流程 图，可视为图1或图1与图2相结合后的又一种改进的实现方案。如图3所示，该风力发电 机的烘潮加热控制方法包括步骤如下：
[0073]S301，周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若绝缘值低于绝缘值阔值，则启动单 次烘潮加热流程，即；周期性执行如步骤S302~S305的步骤操作。其中，步骤S30US303~ S305的步骤内容与如上的步骤S101~S104的步骤内容对应相同，在此不做寶述。
[0074] S302，周期性检测风力发电机的输出功率。
[0075] 为了确保注入的烘潮加热电流对发电机输出功率的影响在正常扰动范围内，本实 施例在每次执行烘潮加热流程的最开始，都要先检测当前的发电机的输出功率是否还有供 烘潮加热电流注入的空间。换言之，即烘潮加热电流注入后，发电机的输出功率是否还能够 维持在正常范围。
[0076] 基于此，本实施例中针对不同型号的发电机预置了一个安全功率范围，当发电机 的输出功率处于该安全功率范围内时，即使注入烘潮加热电流，发电机的最终输出功率也 可W收敛在正常工作范围。
[0077] 举例说明，针对额定输出功率在1.5丽的发电机，其对应的安全功率范围可设定 为160kW~1380kW。其原因为当发电机输出功率小于160kW时，如果发电机绕组温度较低 需要变流器对发电机加载较大的烘潮加热电流，此时，变流器的IGBT功率单元会存在安全 隐患；而当发电机输出功率大于1380kW时，此时发电机输出功率接近额定功率，发电机本 身发热足W对发电机绕组进行加热，无需变流器注入烘潮加热电流进行加热。
[007引若风力发电机的输出功率包含在上述的预置的安全功率范围内，则认为此时注入 烘潮加热电流是安全的，进而可触发执行步骤S303,进入单次烘潮加热流程，否则，直接执 行步骤S306。
[0079] S303,获取风力发电机绕组温度。
[0080] S304,根据风力发电机绕组温度计算烘潮加热电流。
[0081] S305,将烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，W使变流器控制烘潮加热电 流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直至单次烘潮加热流 程结束。
[0082] 在对发电机绕组进行烘潮加热后，还可并行启动步骤S306~S309,W对单次烘潮 加热流程进行进一步控制。
[0083] S306,对风力发电机绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间累 积。
[0084] 在对发电机绕组进行烘潮加热过程中，若发电机绕组温度大于某特定温度时，可 认为此时的绕组温度可W对发电机进行有效的烘潮加热，该一特定温度即为所述的第一温 度。在实际应用场景中，该第一温度可W设置为100°C。通过如第一计时器对发电机绕组大 于第一温度的时间段进行累积可W获知烘潮加热的有效时间，从而可掌握烘潮加热流程的 进度。
[0085] S307,若第一计时器的累积总时间超过第一时间，则触发结束本次烘潮加热流程。
[0086] 当第一计时器的累积总时间超过某特定时间时，可认为截止到此刻，针对发电机 的烘潮加热已达到预期的效果，即发电机绕组的绝缘值基本已达到绝缘值阔值W上，因此 可触发结束本次烘潮加热流程。该一特定时间即为所述的第一时间。在实际应用场景中， 该第一时间可W设置为40小时。
[0087] 与此同时，在对发电机绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间 累积的过程中，还可执行如下步骤：
[008引 S308,对风力发电机绕组温度小于第二温度的时间段通过第二计时器进行时间累 积，该第二温度小于第一温度。
[0089] 在对发电机绕组进行烘潮加热过程中，若发电机绕组温度小于某特定温度时，可 认为此时的绕组温度不能实现对发电机进行有效的烘潮加热，该一特定温度即为所述的第 二温度。在实际应用场景中，该第二温度小于上述的第一温度，如可W设置为70°C。通过如 第二计时器对发电机绕组小于第二温度的时间段进行累积可W获知烘潮加热的非有效时 间（ 也可W称为烘潮加热中断时间），从而可掌握烘潮加热流程的进度。
[0090] S309,若第二计时器的累积总时间超过第二时间，则触发结束本次烘潮加热流程。
[0091] 当第二计时器的累积总时间超过某特定时间时，可认为截止到此刻，此次针对发 电机的烘潮加热中断，烘潮加热无效，因此可触发结束本次烘潮加热流程。该一特定时间即 为所述的第二时间。在实际应用场景中，该第二时间可W设置为6小时。
[0092] 如此，在对发电机进行烘潮加热过程中，通过监测发电机绕组温度满足特定温度 的时间来触发结束本次烘潮加热流程，可W有效的对单次烘潮加热流程进行控制。
[0093] 最后，当单次烘潮加热流程结束后，还可W进一步执行如下步骤，即；
[0094] 若执行单次烘潮加热流程的次数累积超过预定次数，且每次执行结束后，风力发 电机绕组的绝缘值仍低于绝缘值阔值，则发出烘潮加热告警信号。
[0095] 不论是正常的烘潮加热流程结束还是由于系统故障导致的非正常的烘潮加热流 程结束，都可w通过检测发电机绕组的绝缘值来判断单次烘潮加热的成效。如果累计完成 3次烘潮加热流程后，发电机绝缘值仍低于安全阀值，则表征烘潮加热已无法提高发电机绝 缘值。此时，系统会发出烘潮加热告警信号，W提醒技术人员对发电机进行维护及更换。
[0096] 本发明实施例提供的风力发电机的烘潮加热控制方法，在图1所示实施例的基础 上，一方面，通过引入安全功率范围，对发电机输出功率进行检测W判断其是否适宜启动单 次烘潮加热，确保发电机的安全性；另一方面，通过设置多个时间参数，来对烘潮加热过程 进行触发控制，提高了整个烘潮加热过程的可控制性。
[0097] W上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应W所述权利要求的保护范围为准。 [009引实施例四
[0099] 图4为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制系统一个实施例的结构示意图， 可用于执行图1所示实施例的方法步骤，如图4所示，该风力发电机的烘潮加热控制系统包 括：绝缘值检测模块41和烘潮加热模块42;其中：
[0100] 绝缘值检测模块41，用于周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若绝缘值低于绝 缘值阔值，则触发烘潮加热模块42启动单次烘潮加热流程；
[0101] 烘潮加热模块42具体可包括：
[0102] 绕组温度获取单元421，用于在单次烘潮加热流程中周期性获取风力发电机绕组 温度；
[0103] 加热电流计算单元422,用于在单次烘潮加热流程中根据风力发电机绕组温度计 算烘潮加热电流；
[0104] 发送单元423,用于将烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，W使变流器控制 烘潮加热电流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直至单次 烘潮加热流程结束。
[01化]进一步的，在上述实施例中，加热电流计算单元422还可用于：
[0106] 若本次计算烘潮加热电流的处理过程为执行本次烘潮加热流程中的首次处理过 程，则根据：
[0107] 1。=kiXI。计算得到烘潮加热电流I。;其中；
[010引若风力发电机绕组温度小于50。ki= 1 ;
[0109] 若风力发电机绕组温度不小于50°C，ki= 0. 6X(1-110)/110);
[0110] 所述I。为预置电流。
[0111] 在此基础上，如图5所示，在图4所示实施例的基础中，上述风力发电机的烘潮加 热控制系统还可包括：
[0112] 变流器温度获取模块43,用于获取风力发电机的变流器的温度；
[0113] 预置电流设置模块44,用于；
[0114] 若变流器的温度小于65°C，设置预置电流1。=680A;
[0115] 若变流器的温度不小于65°C且小于68°C，设置预置电流1。= 620A;
[0116] 若变流器的温度大于68°C，设置预置电流1。= 563A。
[0117] 进一步的，在上述实施例中，加热电流计算单元422还可用于：
[0118] 若本次计算烘潮加热电流的处理过程为执行本次烘潮加热流程中的非首次处理 过程，则根据：
[0119] 1。化）=k2Xlg(k-i)计算得到本次烘潮加热流程中的第k次计算得到的烘潮加热 电流I。化）；其中：
[0120] 若风力发电机绕组温度不小于50 °C且小于90 °C，k2= 1. 2-0. 0025(t-50)-0. 02 At；
[0121] 若风力发电机绕组温度不小于90 °C且小于110 °C，k2= 1. 1-0. 005(t-90)-0. 02 At；
[om] 若风力发电机绕组温度不小于no°c且小于120°c，k2=1-0. 01(t-110)-0. 02 At；
[012引若风力发电机绕组温度不小于120 °C且小于140 °C，k2=0. 9-0. 005(t-120)-0. 02 At；
[0124] At为第k次相对于第k-1获取的所述风力发电机绕组温度的增量。
[0125] 进一步的，在图4或图5所示实施例的基础上，W图4为例，如图6所示的风力发 电机的烘潮加热控制系统中还可包括：
[0126] 第一时间累积模块45,用于：
[0127] 在单次烘潮加热流程中，且在对风力发电机绕组进行烘潮加热后，对风力发电机 绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间累积；
[0128] 若第一计时器的累积总时间超过第一时间，则触发烘潮加热模块42结束本次烘 潮加热流程。
[0129] 进一步的，在图6所示实施例中，所述的烘潮加热模块42还包括：
[0130] 功率检测单元424,用于周期性检测风力发电机的输出功率；
[013U 若风力发电机的输出功率包含在预置的安全功率范围内，则触发绕组温度获取单 元421在单次烘潮加热流程中周期性获取风力发电机绕组温度的处理操作。
[0132] 进一步的，在图6所示实施例中，所述的功率检测单元424还用于：
[0133] 若风力发电机的输出功率不包含在预置的安全功率范围内，则触发第一时间累积 模块45对风力发电机绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间累积的处 理操作。
[0134] 进一步的，在图6所示实施例中，上述风力发电机的烘潮加热控制系统还可包括： 第二时间累积模块46,用于在对风力发电机绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时 器进行时间累积的过程中：
[01巧]对风力发电机绕组温度小于第二温度的时间段通过第二计时器进行时间累积，该 束^温度小于束一温度；
[0136] 若第二计时器的累积总时间超过第二时间，则触发烘潮加热模块42结束本次烘 潮加热流程。
[0137] 进一步的，在上述任一实施例中，所述风力发电机的烘潮加热控制系统还可包括： 告警模块（图中未标出），用于：
[0138] 若烘潮加热模块42执行单次烘潮加热流程的次数累积超过预定次数，且每次执 行结束后，风力发电机绕组的绝缘值仍低于绝缘值阔值，则发出烘潮加热告警信号。
[0139] 上述图2和图3所示实施例的全部或部分方法步骤可通过图5或图6所示实施例 中的风力发电机的烘潮加热控制系统执行完成，在此对其步骤原理不做寶述。
[0140] 本发明实施例提供的风力发电机的烘潮加热控制系统，在风力发电机绕组的绝缘 值低于绝缘值阔值时，启动单次烘潮加热流程；在单次烘潮加热流程中，周期性获取风力发 电机绕组温度来计算烘潮加热电流，并将该电流给定至风力发电机的变流器W使其将电流 加载至风力发电机绕组上实现对风力发电机进行烘潮加热目的，进而提高风力发电机绕组 绝缘值，保证风力发电机正常工作的目的。同时，由于本实施例是根据各周期内风力发电机 绕组温度来计算烘潮加热电流，可W将注入烘潮加热电流产生热功率导致的资源消耗、风 力发电机绕组温度的温升进行合理的折中，从而在达到提高风力发电机绕组绝缘值目的前 提下，将资源成本和烘潮加热效率尽可能同时达到最优。
[0141] 进一步的，本实施例中，一方面，通过引入安全功率范围，对风力发电机输出功率 进行检测W判断其是否适宜启动单次烘潮加热，确保风力发电机的安全性；另一方面，通过 设置多个时间参数，来对烘潮加热过程进行触发控制，提高了整个烘潮加热过程的可控制 性。
[0142] 最后应说明的是；W上各实施例仅用W说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各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W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征 进行等同替换；而该些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱 离本发明各实施例技 术方案的范围。
【主权项】
1. 一种风力发电机的烘潮加热控制方法，其特征在于，包括： 周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若所述绝缘值低于绝缘值阈值，则启动单次烘 潮加热流程，所述单次烘潮加热流程包括周期性执行： 获取风力发电机绕组温度； 根据所述风力发电机绕组温度计算烘潮加热电流； 将所述烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，以使所述变流器控制所述烘潮加热 电流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直至单次烘潮加热 流程结束。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述风力发电机绕组温度计算 烘潮加热电流包括： 若本次计算烘潮加热电流的处理过程为执行本次烘潮加热流程中的首次处理过程，则 根据： Ia=kiXIci计算得到所述烘潮加热电流Ia;其中： 若所述风力发电机绕组温度小于50°C，所述Ic1= 1 ; 若所述风力发电机绕组温度不小于50°C，所述Ic1 = 0. 6X(1-110)/110); 所述Itl为预置电流。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 获取风力发电机的变流器的温度； 若所述变流器的温度小于65°C，设置所述预置电流Itl= 680A; 若所述变流器的温度不小于65°C且小于68°C，设置所述预置电流Itl= 620A; 若所述变流器的温度大于68°C，设置所述预置电流Itl= 563A。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述风力发电机绕组温度计算 烘潮加热电流包括： 若本次计算烘潮加热电流的处理过程为执行本次烘潮加热流程中的非首次处理过程， 则根据： Ia(k) =k2XIa(k-l)计算得到本次烘潮加热流程中的第k次计算得到的所述烘潮加热 电流Ia(k);其中： 若所述风力发电机绕组温度不小于50 °C且小于90 °C，所述k2 =I. 2-0. 0025(t-50)-0. 02At； 若所述风力发电机绕组温度不小于90 °C且小于110 °C，所述k2 =I. 1-0. 005(t-90)-0. 02At； 若所述风力发电机绕组温度不小于110 °C且小于120 °C，所述k2 = 1-0. 01(t-110)-0. 02At； 若所述风力发电机绕组温度不小于120 °C且小于140 °C，所述k2 = 0. 9-0. 005(t-120)-0. 02At； 所述△t为第k次相对于第k-1获取的所述风力发电机绕组温度的增量。5. 根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述单次烘潮加热流程还包括： 在对风力发电机绕组进行烘潮加热后，对风力发电机绕组温度大于第一温度的时间段 通过第一计时器进行时间累积； 若所述第一计时器的累积总时间超过第一时间，则触发结束本次烘潮加热流程。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述单次烘潮加热流程还包括： 周期性检测风力发电机的输出功率； 若所述风力发电机的输出功率包含在预置的安全功率范围内，则触发所述获取风力发 电机绕组温度的处理操作。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述单次烘潮加热流程还包括： 若所述风力发电机的输出功率不包含在预置的所述安全功率范围内，则触发所述对风 力发电机绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间累积的处理操作。8. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述对风力发电机绕组温度大于第一 温度的时间段通过第一计时器进行时间累积的过程中还包括： 对风力发电机绕组温度小于第二温度的时间段通过第二计时器进行时间累积，所述第 二温度小于所述第一温度； 若所述第二计时器的累积总时间超过第二时间，则触发结束本次烘潮加热流程。9. 根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 若执行所述单次烘潮加热流程的次数累积超过预定次数，且每次执行结束后，风力发 电机绕组的绝缘值仍低于所述绝缘值阈值，则发出烘潮加热告警信号。10. -种风力发电机的烘潮加热控制系统，其特征在于，包括： 绝缘值检测模块，用于周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若所述绝缘值低于绝缘 值阈值，则触发烘潮加热模块启动单次烘潮加热流程； 所述烘潮加热模块包括： 绕组温度获取单元，用于在所述单次烘潮加热流程中周期性获取风力发电机绕组温 度； 加热电流计算单元，用于在所述单次烘潮加热流程中根据所述风力发电机绕组温度计 算烘潮加热电流； 发送单元，用于将所述烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，以使所述变流器控 制所述烘潮加热电流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直 至单次烘潮加热流程结束。11. 根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述加热电流计算单元用于： 若本次计算烘潮加热电流的处理过程为执行本次烘潮加热流程中的首次处理过程，则 根据： Ia=kiXIci计算得到所述烘潮加热电流Ia;其中： 若所述风力发电机绕组温度小于50°C，所述Ic1= 1 ; 若所述风力发电机绕组温度不小于50°C，所述Ic1 = 0. 6X(1-110)/110); 所述Itl为预置电流。12. 根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括： 变流器温度获取模块，用于获取风力发电机的变流器的温度； 预置电流设置模块，用于： 若所述变流器的温度小于65°C，设置所述预置电流Itl= 680A; 若所述变流器的温度不小于65°C且小于68°C，设置所述预置电流Itl= 620A; 若所述变流器的温度大于68°C，设置所述预置电流Itl= 563A。13. 根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述加热电流计算单元用于： 若本次计算烘潮加热电流的处理过程为执行本次烘潮加热流程中的非首次处理过程， 则根据： Ia(k) =k2XIa(k-l)计算得到本次烘潮加热流程中的第k次计算得到的所述烘潮加热 电流Ia(k);其中： 若所述风力发电机绕组温度不小于50 °C且小于90 °C，所述k2 = I. 2-0. 0025(t-50)-0. 02At； 若所述风力发电机绕组温度不小于90 °C且小于110 °C，所述k2 =I. 1-0. 005(t-90)-0. 02At； 若所述风力发电机绕组温度不小于110 °C且小于120 °C，所述k2 = 1-0. 01(t-110)-0. 02At； 若所述风力发电机绕组温度不小于120 °C且小于140 °C，所述k2 = 0. 9-0. 005(t-120)-0. 02At； 所述△t为第k次相对于第k-1获取的所述风力发电机绕组温度的增量。14. 根据权利要求10-13任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第一时间 累积模块，用于： 在单次烘潮加热流程中，且在对风力发电机绕组进行烘潮加热后，对风力发电机绕组 温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间累积； 若所述第一计时器的累积总时间超过第一时间，则触发所述烘潮加热模块结束本次烘 潮加热流程。15. 根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述烘潮加热模块还包括：功率检测单 元，用于： 周期性检测风力发电机的输出功率； 若所述风力发电机的输出功率包含在预置的安全功率范围内，则触发所述绕组温度获 取单元在所述单次烘潮加热流程中周期性获取风力发电机绕组温度的处理操作。16. 根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述功率检测单元用于： 若所述风力发电机的输出功率不包含在预置的所述安全功率范围内，则触发所述第一 时间累积模块对风力发电机绕组温度大于所述第一温度的时间段通过所述第一计时器进 行时间累积的处理操作。17. 根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第二时间累积模块， 用于在所述对风力发电机绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间累积 的过程中： 对风力发电机绕组温度小于第二温度的时间段通过第二计时器进行时间累积，所述第 二温度小于所述第一温度； 若所述第二计时器的累积总时间超过第二时间，则触发所述烘潮加热模块结束本次烘 潮加热流程。18. 根据权利要求10-13任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括告警模块， 用于：
【专利摘要】本发明实施例提供一种风力发电机的烘潮加热控制方法和系统，方法包括：周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若绝缘值低于绝缘值阈值，则启动单次烘潮加热流程，该单次烘潮加热流程包括周期性执行：获取风力发电机绕组温度；根据风力发电机绕组温度计算烘潮加热电流；将烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，以使变流器控制烘潮加热电流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直至单次烘潮加热流程结束。本发明的技术方案实现了对风力发电机进行合理高效的自动烘潮加热，进而稳定风力发电机绕组的绝缘值处于正常范围，保证风力发电机正常工作。
【IPC分类】H02K15/12
【公开号】CN104901492
【申请号】CN201510245743
【发明人】韩志强, 王全盈
【申请人】北京天诚同创电气有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月14日
【技术领域】
[0001] 本发明设及风电技术领域，尤其设及一种风力发电机的烘潮加热控制方法和系 统。
【背景技术】
[0002] 风力发电机（简称"发电机"）的绕组的绝缘值受外界环境因素影响较大，即使发 电机绕组绝缘工艺满足工艺质量要求，也不能保证绝缘值始终保持出厂状态。当发电机绕 组的绝缘值低于一定值时，绝缘等级降低，绝缘被击穿，导致发电机绕组间短路，造成发电 机烧毁。
[0003] 目前，风电行业还没有成熟的适用于发电机组的发电机的烘潮方式，常用的发电 机烘潮加热都是在发电机停运状态下，通过其他设备对发电机进行加热，该种方式存在W 下缺点和不足：
[0004] (1)需要额外的烘潮加热设备，烘潮加热设备的采购、维护、运输将增加风力发电 机组的维护成本。
[0005] (2)烘潮加热必须在风力发电机组停运状态下进行，影响风电场发电效益。
[0006] (3)烘潮加热过程只能通过人为方式进行手动调整，并需要人员值守；同时烘潮 加热不适合野外实施。
【发明内容】
[0007] 本发明的实施例提供一种风力发电机的烘潮加热控制方法和系统，W实现对风力 发电机进行合理高效的自动烘潮加热，进而稳定发电机绕组的绝缘值处于正常范围，保证 发电机正常工作。
[000引为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种风力发电机的烘潮加热控制方法， 包括：
[0009] 周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若所述绝缘值低于绝缘值阔值，则启动单 次烘潮加热流程，所述单次烘潮加热流程包括周期性执行：
[0010] 获取风力发电机绕组温度；
[0011] 根据所述风力发电机绕组温度计算烘潮加热电流；
[0012] 将所述烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，W使所述变流器控制所述烘潮 加热电流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直至单次烘潮 加热流程结束。
[0013] 本发明的实施例还提供了一种风力发电机的烘潮加热控制系统，所述系统包括：
[0014] 绝缘值检测模块，用于周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若所述绝缘值低于 绝缘值阔值，则触发烘潮加热模块启动单次烘潮加热流程；
[0015] 所述烘潮加热模块包括：
[0016] 绕组温度获取单元，用于在所述单次烘潮加热流程中周期性获取风力发电机绕组 温度；
[0017] 加热电流计算单元，用于在所述单次烘潮加热流程中根据所述风力发电机绕组温 度计算烘潮加热电流；
[001引发送单元，用于将所述烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，W使所述变流 器控制所述烘潮加热电流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加 热直至单次烘潮加热流程结束。
[0019] 本发明实施例提供的风力发电机的烘潮加热控制方法和系统，通过在各单次烘潮 加热流程中，周期性获取风力发电机绕组温度来计算烘潮加热电流，并将该电流给定至风 力发电机的变流器W使其将电流加载至风力发电机绕组上实现对风力发电机进行烘潮加 热目的，进而提高风力发电机绕组绝缘值，保证风力发电机正常工作的目的。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制方法一个实施例的方法流程图；
[0021] 图2为本发明提供的根据风力发电机绕组温度计算烘潮加热电流的方法流程图；
[0022] 图3为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制方法另一个实施例的方法流程 图；
[0023] 图4为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制系统一个实施例的结构示意图；
[0024] 图5为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制系统另一个实施例的结构示意 图；
[0025] 图6为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制系统又一个实施例的结构示意 图。
[0026] 附图标号说明
[0027] 41-绝缘值检测模块、42-烘潮加热模块、421-绕组温度获取单元、422-加热电流 计算单元、423-发送单元、424-功率检测单元；43-变流器温度获取模块；44-预置电流设 置模块、45-第一时间累积模块、46-第二时间累积模块。
【具体实施方式】
[002引本发明的实施例通过向风力发电机绕组注入烘潮加热电流，利用烘潮加热电流产 生的热功率，来提高发电机绕组的温度，进而实现对发电机进行烘潮加热的目的。同时在获 取烘潮加热电流时，参考了发电机绕组的各时刻下的温度值，W获得更加合理的烘潮加热 电流值。本发明实施例的技术方案可W适用于各种风力发电机的烘潮加热控制。
[0029] 实施例一
[0030] 图1为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制方法一个实施例的方法流程图， 该方法的执行主体可W为风力发电机组的变流器控制器，或集成在该变流器控制器中的烘 潮加热控制系统（本发明后续将执行主体简称为"系统"）。该方法被执行的触发环境是在 周期性检测风力发电机绕组的绝缘值的过程中，当绝缘值低于绝缘值阔值时，达到环境触 发条件。在上述触发的环境条件满足时，系统将启动单次烘潮加热流程对发电机进行烘潮 加热。具体地，发电机绕组的绝缘值可通过在发电机绕组上装配绝缘检测设备完成。
[0031] 该里说明，虽然检测风力发电机绕组的绝缘值是周期性完成，但绝缘值满足触发 条件后，每两个单次烘潮加热流程只能顺序进行，而不能并行执行，即；若当前周期检测的 发电机绕组绝缘值满足启动单次烘潮加热流程触发条件，且系统也正在执行单次烘潮加热 流程，那么本次的条件触发可忽略，直到当前执行的单次烘潮加热流程结束后，产生的条件 触发才有效。如图1所示，该风力发电机的烘潮加热控制方法包括：
[003引 S101，周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若绝缘值低于绝缘值阔值，则启动单 次烘潮加热流程，即；周期性执行如步骤S102~S104的步骤操作。
[0033] 其中，所述的绝缘值阔值为技术人员的经验值，用于衡量发电机绕组的绝缘情况 是否可继续适应发电机的正常工作。
[0034] S102,获取风力发电机绕组温度。
[0035] 由于本方案是基于发电机正常工作时利用对发电机绕组注入烘潮加热电流来实 现发电机的烘潮加热，因此，该里所指的发电机绕组的温度为通过温度传感器等类似装置 获得的发电机运行时绕组的温度。
[0036] S103,根据风力发电机绕组温度计算烘潮加热电流。
[0037] 由于发电机处于运行状态时，其发电机绕组上会产生一定的热功率，使得发电机 绕组温度升高。发电机因正常运行导致其绕组温度升高可W对发电机的烘潮除湿产生一定 贡献。同时，由于注入烘潮加热电流后，发电机绕组温度会进一步升高，且温升速度会随着 注入的电流的大小而有所不同。
[003引考虑到向发电机额外注入烘潮加热电流产生热功率导致的资源消耗，烘潮加热时 间W及烘潮加热温度之间的关系，本实施例采用一种优选的向发电机的逆变器注入烘潮加 热电流W提高发电机绕组温度、提高发电机绕组绝缘值的方案，即；周期性的检测发电机绕 组的温度，然后根据发电机绕组温度来计算各周期内烘潮加热电流。如此，既可W将注入烘 潮加热电流产生热功率导致的资源消耗降低到理想范围，又可W在可接受的时间段内将发 电机绕组的绝缘值提高到安全范围。
[0039] 在具体应用场景中，可W根据发电机绕组温度的大小计算烘潮加热电流，例如：若 当前绕组温度较高，则可通过计算适当减小注入的烘潮加热电流；若当前绕组温度较低，贝U 可通过计算适当提高注入的烘潮加热电流。具体地，计算烘潮加热电流的方法可通过建立 与发电机绕组温度值相关的数学函数实现，在此本实施例对数学函数的表达式不作限定。
[0040] S104,将烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，W使变流器控制烘潮加热电 流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直至单次烘潮加热流 程结束。
[0041] 其中，烘潮加热电流通过发电机变流器给定至发电机绕组，其目的在于发电机自 身的烘潮加热，提高发电机绕组的绝缘值，与发电机正常运行时发电机逆变器根据策略给 定的工作电流是功能不同的注入电流。在注入烘潮加热电流时也可W考虑机组本身的给定 工作电流对发电机加热的影响，适当调整烘潮加热电流的大小。当达到单次烘潮加热流程 结束的触发条件后，本次烘潮加热流程结束。该里说明，单次烘潮加热流程结束的触发条件 可W是预定的外部触发条件，如达到预定加热时间、预定加热温度等；也可W是在执行烘潮 加热流程中，达到内部触发条件，如发电机绕组的温度高于某温度值的时间超过一定时长、 因故障导致的烘潮加热中断等。
[0042] 单次烘潮加热流程结束后，系统可继续通过检测发电机绕组的绝缘值是否低于绝 缘值阔值来判断，是否有必要再次启动单次烘潮加热流程。
[0043] 本发明实施例提供的风力发电机的烘潮加热控制方法，在风力发电 机绕组的绝缘 值低于绝缘值阔值时，启动单次烘潮加热流程；在单次烘潮加热流程中，周期性获取发电机 绕组温度来计算烘潮加热电流，并将该电流给定至风力发电机的变流器W使其将电流加载 至发电机绕组上实现对发电机进行烘潮加热目的，进而提高发电机绕组绝缘值，保证发电 机正常工作的目的。同时，由于本实施例是根据各周期内发电机绕组温度来计算烘潮加热 电流，可W将注入烘潮加热电流产生热功率导致的资源消耗、发电机绕组温度的温升进行 合理的折中，从而在达到提高发电机绕组绝缘值目的前提下，将资源成本和烘潮加热效率 尽可能同时达到最优。
[0044] 实施例二
[0045] 图2为本发明提供的上述步骤103中，根据发电机绕组温度计算烘潮加热电流的 方法流程图。在图2中，通过判断当前计算烘潮加热电流的处理过程是否为执行本次烘潮 加热流程中的首次处理过程，来分别计算得到烘潮加热电流，具体方法步骤如下：
[0046] S201，计算烘潮加热电流启动。
[0047] S202,判断本次计算烘潮加热电流的处理过程是否为执行本次烘潮加热流程中的 首次处理过程。
[0048] S203,若步骤S202中的判断为是，则根据；
[0049] Ia=kiXI〇...................................(1)
[0050] 计算得到烘潮加热电流la;其中：
[0化1] 若风力发电机绕组温度小于50°c，ki= 1 ;
[0052] 右风力发电机绕组温度不小于50C,ki= 0. 6X(1-110)/110);
[0053] I。为预置电流。具体地，针对I。的具体取值，本实施例也给出了优选的实施方式。 考虑到发电机的变流器的温度变化对I。注入后的敏感程度，是否还可W维持在正常的工作 温度范围，本实施例依据当前变流器的温度对I。的给定值进行设置。
[0化4] 设置I。的给定值步骤为；
[0化5] 获取风力发电机的变流器的温度；
[0化6] 若变流器的温度< 65°C，设置预置电流1。= 680A;
[0057] 若65°C《变流器的温度< 68°C，设置预置电流1。= 620A;
[0化引若变流器的温度> 68°C，设置预置电流1。= 563A。
[0059] 如此，在当变流器的温度较高时，设置预置电流I。较小；当变流器的温度较低时， 设置预置电流I。较大；W保证变流器的温度始终保持在正常的工作温度范围，确保注入I。 后，变流器仍可W正常工作。
[0060] S204,若步骤S202中的判断为否，则根据；
[0061]
[0062] 计算得到本次烘潮加热流程中的第k次计算得到的所述烘潮加热电流I。化）；其 中：
[0063] 若 50°C《风力发电机绕组温度< 90°C，k2= 1.2-0. 0025(t-50)-0. 02At;
[0064] 若90°C《风力发电机绕组温度< 110°C，k2= 1. 1-0. 005(t-90)-0. 02At;
[0065] 若 110°C《风力发电机绕组温度< 120°C，k2= 1-0. 01(t-110)-0. 02At;
[0066] 若 120°C《风力发电机绕组温度 < 140°C，k2= 0. 9-0. 005(t-120)-0. 02At;
[0067] 其中，At为第k次相对于第k-1获取的风力发电机绕组温度的增量。
[0068] 如此，在考虑当前发电机绕组温度、上一周期发电机绕组的温度W及本次相对于 上一次发电机绕组温度的增量的基础上，计算本次的烘潮加热电流，可W更合理准确的控 制烘潮加热进程。具体地，若当前发电机绕组温度较低，温度增量较小时，可通过公式（2) 增大烘潮加热电流从而增进烘潮加热速度；若当前发电机绕组温度较高，温度增量较大时， 可通过公式（2)减小烘潮加热电流从而减缓烘潮加热速度；最终实现稳步合理的烘潮加热 目的。
[0069] 可选地，在计算烘潮加热电流时，还可W参考其他参量，如发电机注入的工作电 流、输出功率等对公式（2)进行改进，本实施例在此不一一列举。
[0070] 本实施例是对上述步骤103进行的进一步细化，示出了计算烘潮加热电流的具体 实现方式，即通过引入判断当前烘潮加热电流的处理过程是否为执行本次烘潮加热流程中 的首次处理过程，来分别计算两种情况下的烘潮加热电流。同时，在首次的处理过程中，弓I 入随变流器的温度而定的预置电流I。;在非首次的处理过程中，考虑了当前发电机绕组温 度、上一周期发电机绕组的温度W及本次相对于上一次发电机绕组温度的增量；最终使得 计算得到的烘潮加热电流，更能合理的控制烘潮加热进程。
[0071] 实施例S
[0072] 图3为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制方法另一个实施例的方法流程 图，可视为图1或图1与图2相结合后的又一种改进的实现方案。如图3所示，该风力发电 机的烘潮加热控制方法包括步骤如下：
[0073]S301，周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若绝缘值低于绝缘值阔值，则启动单 次烘潮加热流程，即；周期性执行如步骤S302~S305的步骤操作。其中，步骤S30US303~ S305的步骤内容与如上的步骤S101~S104的步骤内容对应相同，在此不做寶述。
[0074] S302，周期性检测风力发电机的输出功率。
[0075] 为了确保注入的烘潮加热电流对发电机输出功率的影响在正常扰动范围内，本实 施例在每次执行烘潮加热流程的最开始，都要先检测当前的发电机的输出功率是否还有供 烘潮加热电流注入的空间。换言之，即烘潮加热电流注入后，发电机的输出功率是否还能够 维持在正常范围。
[0076] 基于此，本实施例中针对不同型号的发电机预置了一个安全功率范围，当发电机 的输出功率处于该安全功率范围内时，即使注入烘潮加热电流，发电机的最终输出功率也 可W收敛在正常工作范围。
[0077] 举例说明，针对额定输出功率在1.5丽的发电机，其对应的安全功率范围可设定 为160kW~1380kW。其原因为当发电机输出功率小于160kW时，如果发电机绕组温度较低 需要变流器对发电机加载较大的烘潮加热电流，此时，变流器的IGBT功率单元会存在安全 隐患；而当发电机输出功率大于1380kW时，此时发电机输出功率接近额定功率，发电机本 身发热足W对发电机绕组进行加热，无需变流器注入烘潮加热电流进行加热。
[007引若风力发电机的输出功率包含在上述的预置的安全功率范围内，则认为此时注入 烘潮加热电流是安全的，进而可触发执行步骤S303,进入单次烘潮加热流程，否则，直接执 行步骤S306。
[0079] S303,获取风力发电机绕组温度。
[0080] S304,根据风力发电机绕组温度计算烘潮加热电流。
[0081] S305,将烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，W使变流器控制烘潮加热电 流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直至单次烘潮加热流 程结束。
[0082] 在对发电机绕组进行烘潮加热后，还可并行启动步骤S306~S309,W对单次烘潮 加热流程进行进一步控制。
[0083] S306,对风力发电机绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间累 积。
[0084] 在对发电机绕组进行烘潮加热过程中，若发电机绕组温度大于某特定温度时，可 认为此时的绕组温度可W对发电机进行有效的烘潮加热，该一特定温度即为所述的第一温 度。在实际应用场景中，该第一温度可W设置为100°C。通过如第一计时器对发电机绕组大 于第一温度的时间段进行累积可W获知烘潮加热的有效时间，从而可掌握烘潮加热流程的 进度。
[0085] S307,若第一计时器的累积总时间超过第一时间，则触发结束本次烘潮加热流程。
[0086] 当第一计时器的累积总时间超过某特定时间时，可认为截止到此刻，针对发电机 的烘潮加热已达到预期的效果，即发电机绕组的绝缘值基本已达到绝缘值阔值W上，因此 可触发结束本次烘潮加热流程。该一特定时间即为所述的第一时间。在实际应用场景中， 该第一时间可W设置为40小时。
[0087] 与此同时，在对发电机绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间 累积的过程中，还可执行如下步骤：
[008引 S308,对风力发电机绕组温度小于第二温度的时间段通过第二计时器进行时间累 积，该第二温度小于第一温度。
[0089] 在对发电机绕组进行烘潮加热过程中，若发电机绕组温度小于某特定温度时，可 认为此时的绕组温度不能实现对发电机进行有效的烘潮加热，该一特定温度即为所述的第 二温度。在实际应用场景中，该第二温度小于上述的第一温度，如可W设置为70°C。通过如 第二计时器对发电机绕组小于第二温度的时间段进行累积可W获知烘潮加热的非有效时 间（ 也可W称为烘潮加热中断时间），从而可掌握烘潮加热流程的进度。
[0090] S309,若第二计时器的累积总时间超过第二时间，则触发结束本次烘潮加热流程。
[0091] 当第二计时器的累积总时间超过某特定时间时，可认为截止到此刻，此次针对发 电机的烘潮加热中断，烘潮加热无效，因此可触发结束本次烘潮加热流程。该一特定时间即 为所述的第二时间。在实际应用场景中，该第二时间可W设置为6小时。
[0092] 如此，在对发电机进行烘潮加热过程中，通过监测发电机绕组温度满足特定温度 的时间来触发结束本次烘潮加热流程，可W有效的对单次烘潮加热流程进行控制。
[0093] 最后，当单次烘潮加热流程结束后，还可W进一步执行如下步骤，即；
[0094] 若执行单次烘潮加热流程的次数累积超过预定次数，且每次执行结束后，风力发 电机绕组的绝缘值仍低于绝缘值阔值，则发出烘潮加热告警信号。
[0095] 不论是正常的烘潮加热流程结束还是由于系统故障导致的非正常的烘潮加热流 程结束，都可w通过检测发电机绕组的绝缘值来判断单次烘潮加热的成效。如果累计完成 3次烘潮加热流程后，发电机绝缘值仍低于安全阀值，则表征烘潮加热已无法提高发电机绝 缘值。此时，系统会发出烘潮加热告警信号，W提醒技术人员对发电机进行维护及更换。
[0096] 本发明实施例提供的风力发电机的烘潮加热控制方法，在图1所示实施例的基础 上，一方面，通过引入安全功率范围，对发电机输出功率进行检测W判断其是否适宜启动单 次烘潮加热，确保发电机的安全性；另一方面，通过设置多个时间参数，来对烘潮加热过程 进行触发控制，提高了整个烘潮加热过程的可控制性。
[0097] W上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应W所述权利要求的保护范围为准。 [009引实施例四
[0099] 图4为本发明提供的风力发电机的烘潮加热控制系统一个实施例的结构示意图， 可用于执行图1所示实施例的方法步骤，如图4所示，该风力发电机的烘潮加热控制系统包 括：绝缘值检测模块41和烘潮加热模块42;其中：
[0100] 绝缘值检测模块41，用于周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若绝缘值低于绝 缘值阔值，则触发烘潮加热模块42启动单次烘潮加热流程；
[0101] 烘潮加热模块42具体可包括：
[0102] 绕组温度获取单元421，用于在单次烘潮加热流程中周期性获取风力发电机绕组 温度；
[0103] 加热电流计算单元422,用于在单次烘潮加热流程中根据风力发电机绕组温度计 算烘潮加热电流；
[0104] 发送单元423,用于将烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，W使变流器控制 烘潮加热电流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直至单次 烘潮加热流程结束。
[01化]进一步的，在上述实施例中，加热电流计算单元422还可用于：
[0106] 若本次计算烘潮加热电流的处理过程为执行本次烘潮加热流程中的首次处理过 程，则根据：
[0107] 1。=kiXI。计算得到烘潮加热电流I。;其中；
[010引若风力发电机绕组温度小于50。ki= 1 ;
[0109] 若风力发电机绕组温度不小于50°C，ki= 0. 6X(1-110)/110);
[0110] 所述I。为预置电流。
[0111] 在此基础上，如图5所示，在图4所示实施例的基础中，上述风力发电机的烘潮加 热控制系统还可包括：
[0112] 变流器温度获取模块43,用于获取风力发电机的变流器的温度；
[0113] 预置电流设置模块44,用于；
[0114] 若变流器的温度小于65°C，设置预置电流1。=680A;
[0115] 若变流器的温度不小于65°C且小于68°C，设置预置电流1。= 620A;
[0116] 若变流器的温度大于68°C，设置预置电流1。= 563A。
[0117] 进一步的，在上述实施例中，加热电流计算单元422还可用于：
[0118] 若本次计算烘潮加热电流的处理过程为执行本次烘潮加热流程中的非首次处理 过程，则根据：
[0119] 1。化）=k2Xlg(k-i)计算得到本次烘潮加热流程中的第k次计算得到的烘潮加热 电流I。化）；其中：
[0120] 若风力发电机绕组温度不小于50 °C且小于90 °C，k2= 1. 2-0. 0025(t-50)-0. 02 At；
[0121] 若风力发电机绕组温度不小于90 °C且小于110 °C，k2= 1. 1-0. 005(t-90)-0. 02 At；
[om] 若风力发电机绕组温度不小于no°c且小于120°c，k2=1-0. 01(t-110)-0. 02 At；
[012引若风力发电机绕组温度不小于120 °C且小于140 °C，k2=0. 9-0. 005(t-120)-0. 02 At；
[0124] At为第k次相对于第k-1获取的所述风力发电机绕组温度的增量。
[0125] 进一步的，在图4或图5所示实施例的基础上，W图4为例，如图6所示的风力发 电机的烘潮加热控制系统中还可包括：
[0126] 第一时间累积模块45,用于：
[0127] 在单次烘潮加热流程中，且在对风力发电机绕组进行烘潮加热后，对风力发电机 绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间累积；
[0128] 若第一计时器的累积总时间超过第一时间，则触发烘潮加热模块42结束本次烘 潮加热流程。
[0129] 进一步的，在图6所示实施例中，所述的烘潮加热模块42还包括：
[0130] 功率检测单元424,用于周期性检测风力发电机的输出功率；
[013U 若风力发电机的输出功率包含在预置的安全功率范围内，则触发绕组温度获取单 元421在单次烘潮加热流程中周期性获取风力发电机绕组温度的处理操作。
[0132] 进一步的，在图6所示实施例中，所述的功率检测单元424还用于：
[0133] 若风力发电机的输出功率不包含在预置的安全功率范围内，则触发第一时间累积 模块45对风力发电机绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间累积的处 理操作。
[0134] 进一步的，在图6所示实施例中，上述风力发电机的烘潮加热控制系统还可包括： 第二时间累积模块46,用于在对风力发电机绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时 器进行时间累积的过程中：
[01巧]对风力发电机绕组温度小于第二温度的时间段通过第二计时器进行时间累积，该 束^温度小于束一温度；
[0136] 若第二计时器的累积总时间超过第二时间，则触发烘潮加热模块42结束本次烘 潮加热流程。
[0137] 进一步的，在上述任一实施例中，所述风力发电机的烘潮加热控制系统还可包括： 告警模块（图中未标出），用于：
[0138] 若烘潮加热模块42执行单次烘潮加热流程的次数累积超过预定次数，且每次执 行结束后，风力发电机绕组的绝缘值仍低于绝缘值阔值，则发出烘潮加热告警信号。
[0139] 上述图2和图3所示实施例的全部或部分方法步骤可通过图5或图6所示实施例 中的风力发电机的烘潮加热控制系统执行完成，在此对其步骤原理不做寶述。
[0140] 本发明实施例提供的风力发电机的烘潮加热控制系统，在风力发电机绕组的绝缘 值低于绝缘值阔值时，启动单次烘潮加热流程；在单次烘潮加热流程中，周期性获取风力发 电机绕组温度来计算烘潮加热电流，并将该电流给定至风力发电机的变流器W使其将电流 加载至风力发电机绕组上实现对风力发电机进行烘潮加热目的，进而提高风力发电机绕组 绝缘值，保证风力发电机正常工作的目的。同时，由于本实施例是根据各周期内风力发电机 绕组温度来计算烘潮加热电流，可W将注入烘潮加热电流产生热功率导致的资源消耗、风 力发电机绕组温度的温升进行合理的折中，从而在达到提高风力发电机绕组绝缘值目的前 提下，将资源成本和烘潮加热效率尽可能同时达到最优。
[0141] 进一步的，本实施例中，一方面，通过引入安全功率范围，对风力发电机输出功率 进行检测W判断其是否适宜启动单次烘潮加热，确保风力发电机的安全性；另一方面，通过 设置多个时间参数，来对烘潮加热过程进行触发控制，提高了整个烘潮加热过程的可控制 性。
[0142] 最后应说明的是；W上各实施例仅用W说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各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W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征 进行等同替换；而该些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱 离本发明各实施例技 术方案的范围。
【主权项】
1. 一种风力发电机的烘潮加热控制方法，其特征在于，包括： 周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若所述绝缘值低于绝缘值阈值，则启动单次烘 潮加热流程，所述单次烘潮加热流程包括周期性执行： 获取风力发电机绕组温度； 根据所述风力发电机绕组温度计算烘潮加热电流； 将所述烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，以使所述变流器控制所述烘潮加热 电流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直至单次烘潮加热 流程结束。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述风力发电机绕组温度计算 烘潮加热电流包括： 若本次计算烘潮加热电流的处理过程为执行本次烘潮加热流程中的首次处理过程，则 根据： Ia=kiXIci计算得到所述烘潮加热电流Ia;其中： 若所述风力发电机绕组温度小于50°C，所述Ic1= 1 ; 若所述风力发电机绕组温度不小于50°C，所述Ic1 = 0. 6X(1-110)/110); 所述Itl为预置电流。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 获取风力发电机的变流器的温度； 若所述变流器的温度小于65°C，设置所述预置电流Itl= 680A; 若所述变流器的温度不小于65°C且小于68°C，设置所述预置电流Itl= 620A; 若所述变流器的温度大于68°C，设置所述预置电流Itl= 563A。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述风力发电机绕组温度计算 烘潮加热电流包括： 若本次计算烘潮加热电流的处理过程为执行本次烘潮加热流程中的非首次处理过程， 则根据： Ia(k) =k2XIa(k-l)计算得到本次烘潮加热流程中的第k次计算得到的所述烘潮加热 电流Ia(k);其中： 若所述风力发电机绕组温度不小于50 °C且小于90 °C，所述k2 =I. 2-0. 0025(t-50)-0. 02At； 若所述风力发电机绕组温度不小于90 °C且小于110 °C，所述k2 =I. 1-0. 005(t-90)-0. 02At； 若所述风力发电机绕组温度不小于110 °C且小于120 °C，所述k2 = 1-0. 01(t-110)-0. 02At； 若所述风力发电机绕组温度不小于120 °C且小于140 °C，所述k2 = 0. 9-0. 005(t-120)-0. 02At； 所述△t为第k次相对于第k-1获取的所述风力发电机绕组温度的增量。5. 根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述单次烘潮加热流程还包括： 在对风力发电机绕组进行烘潮加热后，对风力发电机绕组温度大于第一温度的时间段 通过第一计时器进行时间累积； 若所述第一计时器的累积总时间超过第一时间，则触发结束本次烘潮加热流程。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述单次烘潮加热流程还包括： 周期性检测风力发电机的输出功率； 若所述风力发电机的输出功率包含在预置的安全功率范围内，则触发所述获取风力发 电机绕组温度的处理操作。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述单次烘潮加热流程还包括： 若所述风力发电机的输出功率不包含在预置的所述安全功率范围内，则触发所述对风 力发电机绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间累积的处理操作。8. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述对风力发电机绕组温度大于第一 温度的时间段通过第一计时器进行时间累积的过程中还包括： 对风力发电机绕组温度小于第二温度的时间段通过第二计时器进行时间累积，所述第 二温度小于所述第一温度； 若所述第二计时器的累积总时间超过第二时间，则触发结束本次烘潮加热流程。9. 根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 若执行所述单次烘潮加热流程的次数累积超过预定次数，且每次执行结束后，风力发 电机绕组的绝缘值仍低于所述绝缘值阈值，则发出烘潮加热告警信号。10. -种风力发电机的烘潮加热控制系统，其特征在于，包括： 绝缘值检测模块，用于周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若所述绝缘值低于绝缘 值阈值，则触发烘潮加热模块启动单次烘潮加热流程； 所述烘潮加热模块包括： 绕组温度获取单元，用于在所述单次烘潮加热流程中周期性获取风力发电机绕组温 度； 加热电流计算单元，用于在所述单次烘潮加热流程中根据所述风力发电机绕组温度计 算烘潮加热电流； 发送单元，用于将所述烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，以使所述变流器控 制所述烘潮加热电流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直 至单次烘潮加热流程结束。11. 根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述加热电流计算单元用于： 若本次计算烘潮加热电流的处理过程为执行本次烘潮加热流程中的首次处理过程，则 根据： Ia=kiXIci计算得到所述烘潮加热电流Ia;其中： 若所述风力发电机绕组温度小于50°C，所述Ic1= 1 ; 若所述风力发电机绕组温度不小于50°C，所述Ic1 = 0. 6X(1-110)/110); 所述Itl为预置电流。12. 根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括： 变流器温度获取模块，用于获取风力发电机的变流器的温度； 预置电流设置模块，用于： 若所述变流器的温度小于65°C，设置所述预置电流Itl= 680A; 若所述变流器的温度不小于65°C且小于68°C，设置所述预置电流Itl= 620A; 若所述变流器的温度大于68°C，设置所述预置电流Itl= 563A。13. 根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述加热电流计算单元用于： 若本次计算烘潮加热电流的处理过程为执行本次烘潮加热流程中的非首次处理过程， 则根据： Ia(k) =k2XIa(k-l)计算得到本次烘潮加热流程中的第k次计算得到的所述烘潮加热 电流Ia(k);其中： 若所述风力发电机绕组温度不小于50 °C且小于90 °C，所述k2 = I. 2-0. 0025(t-50)-0. 02At； 若所述风力发电机绕组温度不小于90 °C且小于110 °C，所述k2 =I. 1-0. 005(t-90)-0. 02At； 若所述风力发电机绕组温度不小于110 °C且小于120 °C，所述k2 = 1-0. 01(t-110)-0. 02At； 若所述风力发电机绕组温度不小于120 °C且小于140 °C，所述k2 = 0. 9-0. 005(t-120)-0. 02At； 所述△t为第k次相对于第k-1获取的所述风力发电机绕组温度的增量。14. 根据权利要求10-13任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第一时间 累积模块，用于： 在单次烘潮加热流程中，且在对风力发电机绕组进行烘潮加热后，对风力发电机绕组 温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间累积； 若所述第一计时器的累积总时间超过第一时间，则触发所述烘潮加热模块结束本次烘 潮加热流程。15. 根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述烘潮加热模块还包括：功率检测单 元，用于： 周期性检测风力发电机的输出功率； 若所述风力发电机的输出功率包含在预置的安全功率范围内，则触发所述绕组温度获 取单元在所述单次烘潮加热流程中周期性获取风力发电机绕组温度的处理操作。16. 根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述功率检测单元用于： 若所述风力发电机的输出功率不包含在预置的所述安全功率范围内，则触发所述第一 时间累积模块对风力发电机绕组温度大于所述第一温度的时间段通过所述第一计时器进 行时间累积的处理操作。17. 根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第二时间累积模块， 用于在所述对风力发电机绕组温度大于第一温度的时间段通过第一计时器进行时间累积 的过程中： 对风力发电机绕组温度小于第二温度的时间段通过第二计时器进行时间累积，所述第 二温度小于所述第一温度； 若所述第二计时器的累积总时间超过第二时间，则触发所述烘潮加热模块结束本次烘 潮加热流程。18. 根据权利要求10-13任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括告警模块， 用于：
【专利摘要】本发明实施例提供一种风力发电机的烘潮加热控制方法和系统，方法包括：周期性检测风力发电机绕组的绝缘值，若绝缘值低于绝缘值阈值，则启动单次烘潮加热流程，该单次烘潮加热流程包括周期性执行：获取风力发电机绕组温度；根据风力发电机绕组温度计算烘潮加热电流；将烘潮加热电流发送至风力发电机的变流器，以使变流器控制烘潮加热电流作为风力发电机绕组的给定电流对风力发电机绕组进行烘潮加热直至单次烘潮加热流程结束。本发明的技术方案实现了对风力发电机进行合理高效的自动烘潮加热，进而稳定风力发电机绕组的绝缘值处于正常范围，保证风力发电机正常工作。
【IPC分类】H02K15/12
【公开号】CN104901492
【申请号】CN201510245743
【发明人】韩志强, 王全盈
【申请人】北京天诚同创电气有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月14日
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