一种开关柜自动除湿方法及系统与流程

本发明涉及电力设备运行维护，具体涉及一种开关柜自动除湿方法及系统。

背景技术：

1、开关柜是电力系统中用于电能分配、控制和保护的关键设备。在潮湿环境下，尤其是昼夜温差较大的地区，开关柜内部空气中的水蒸气容易在温度低于露点的金属壁面、绝缘件表面凝结成水珠，形成凝露。凝露会显著降低电气设备的绝缘强度，导致柜内设备锈蚀，甚至引发局部放电、爬电、闪络等严重故障，直接威胁电力系统的安全稳定运行。

2、目前，开关柜常用的防潮除湿方法主要包括加热器法、冷凝除湿法。加热器法需要在柜内安装加热器，通过提高空气温度降低相对湿度。该方法能耗较高，无法从根本上降低空气的绝对水汽含量，无法根据露点温度控制加热器启停，可能在应该除湿时未工作，无需除湿时启动，且若加热功率或安装位置选择不当，可能造成局部过热，反而恶化凝露情况。冷凝除湿法采用半导体制冷片等装置，将空气冷却至露点以下使水分析出。该方法通常设置在固定的湿度值启动设备，不能准确计算露点温度并根据露点温度与金属壁面温度的差值控制设备启停，可能在未达到凝露条件时启动设备，造成除湿功耗增加。此外，该方法在低温环境下效率低，除湿功率控制不当将导致制冷器存在结冰风险，除湿效率显著降低。因此，现有技术存在除湿控制不精准、能耗高、效率低以及可能引发二次问题的缺陷。

3、现有技术文件1（cn119472832a）公开了一种储能集装箱热管理控制方法，包括获取储能集装箱的内部空气温度数据和内部空气湿度数据；根据内部空气温度数据和内部空气湿度数据计算集装箱内的露点温度；获取储能集装箱内的设备表面温度数据，并根据设备表面温度数据与露点温度进行比较，以判断储能集装箱内的设备表面温度是否低于露点温度；若储能集装箱内的设备表面温度低于露点温度，则储能集装箱内的设备表面作为储能集装箱内的空气的冷凝表面，发送储能集装箱除湿加热控制指令，对储能集装箱内的空气进行除湿并对储能集装箱内的设备进行加热。但该专利存在精准度差、能耗高等不足，具体而言：1、除湿逻辑间接，未直击凝露本质，精准度不足。凝露产生的核心条件是“设备表面温度低于露点温度”，技术文件1完全未考虑“设备壁面温度”这一关键物理参数，仅通过“温湿度数据推断拟合相似度和露点温度”的间接判断来控制加热装置，存在明显逻辑缺陷，拟合相似度是“标定温湿度”与“测控温湿度”的匹配度，本质是验证传感器数据的一致性，而非判断凝露风险，与除湿核心需求关联性较弱；仅依赖“露点温度和拟合相似度”无法精准识别“设备表面是否会结露”，易导致“该除湿时不启动、无需除湿时乱启动”的误判问题。2、加热装置仅支持“启停控制”，无功率动态调节功能。只要拟合相似度处于“露点温度±第一预设温度”范围内，加热装置就全额启动；温度升高后超出“露点温度±第二预设温度”范围时直接停机，无法根据凝露风险等级调整加热强度；这种“满负荷工作或停机”的模式，会导致低风险场景下的能源浪费（比如仅轻微凝露风险，却需全额加热），也不符合节能要求。3、算法过度依赖复杂算法，却未带来实际效果提升，反而增加了落地门槛。涉及“模糊推理、模糊集合、隶属函数、非隶属函数、趋向函数”等多个复杂概念，还需满足归一化校验等多重条件，公式繁琐，算法调试难度大，需专业技术人员校准模糊集合参数、拟合区间等。

4、现有技术文件2（cn116700381a）公开了一种电力设备除湿方法、装置、设备及介质。包括获取温湿度传感器数据；采用多传感器数据融合跟随控制算法处理温湿度传感器数 据得到拟合相似度；采用环境凝露点算法处理温湿度传感器数据得到露点温度；根据露点温度和拟合相似度生成控制指令控制加热装置工作。但该专利存在误判风险高、能耗高等不足，具体而言： 1、低温区域温度“推测”替代“实测”，风险判定精度不足。未在低温区域部署传感器，仅通过“高温区域温度+环境温度+温度分布模型”推测低温区域温度范围，推测结果受模型精度、历史数据代表性影响大，存在固有误差，可能导致风险误判；2、和现有技术文件1一样，加热装置仅支持“启停控制”，无功率动态调节功能；3、依赖“云端+分布式控制器”架构，需部署红外热像仪采集历史数据、通过密度聚类构建温度分布模型，还需获取未来环境温度预测值，硬件成本、网络部署成本高，却未带来实际效果提升。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的难以实现、能耗高、除湿效率低、误判风险高等不足，本发明提供一种开关柜自动除湿方法及系统。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、本发明一方面公开了一种开关柜自动除湿方法，包括：、

4、步骤1：采集开关柜内部除湿相关数据；所述除湿相关数据包括空气温度、空气相对湿度以及金属壁面温度；

5、步骤2：基于步骤1采集的空气温度和空气相对湿度，计算开关柜当前内部空气温度、空气相对湿度对应的露点温度；

6、步骤3：基于金属壁面温度、空气温度，以及开关柜当前内部空气温度、空气相对湿度对应的露点温度，确定除湿装置工作功率；

7、步骤4：使除湿装置根据步骤3确定的除湿装置工作功率运行预设的除湿时间间隔，然后重新执行步骤1至步骤3。

8、进一步优选地，

9、在步骤2中，所述开关柜当前内部空气温度、空气相对湿度对应的露点温度还基于预设的温度系数、第一湿度系数、温度湿复合系数、第二湿度系数、参考温度、参考相对湿度和固定常数计算获得，如下式所示：

10、=(1)

11、其中，表示当前开关柜内部的空气温度；表示当前开关柜内部的空气相对湿度；表示开关柜当前内部空气温度、空气相对湿度对应的的露点温度；为固定常数；为温度系数；为第一湿度系数；为温度湿复合系数；为第二湿度系数；为参考温度；为参考相对湿度。

12、进一步优选地，

13、在步骤2中，当检测到空气相对湿度为100%时，直接设定空气温度等于露点温度。

14、进一步优选地，

15、在步骤3中，所述基于金属壁面温度、空气温度，以及开关柜当前内部空气温度、空气相对湿度对应的露点温度，确定除湿装置工作功率，包括：

16、当满足第一除湿装置工作功率设置条件时，将除湿装置工作功率设定为该除湿装置的额定功率；

17、当不满足第一除湿装置工作功率设置条件时，基于金属壁面温度、空气温度和露点温度，以及预设的除湿装置输出功率系数曲线，确定除湿装置输出功率系数；将除湿装置输出功率系数与该除湿装置的额定功率相乘，得到除湿装置工作功率。

18、进一步优选地，

19、所述第一除湿装置工作功率设置条件，是指金属壁面温度等于空气温度等于露点温度。

20、进一步优选地，

21、所述除湿装置输出功率系数曲线，当金属壁面温度小于等于开关柜当前内部空气温度、空气相对湿度对应的露点温度时，设定除湿装置输出功率系数为1；当金属壁面温度大于露点温度、小于空气温度时基于金属壁面温度和露点温度，计算除湿装置输出功率系数；当壁面温度大于等于空气温度时，设定除湿装置输出功率系数为零。

22、本发明另一方面公开了一种基于开关柜自动除湿方法的开关柜自动除湿系统，包括除湿相关数据采集模块、露点温度计算模块、除湿装置工作功率确定模块和周期循环除湿执行模块：

23、所述除湿相关数据采集模块，用于采集开关柜内部除湿相关数据；所述除湿相关数据包括空气温度、空气相对湿度以及金属壁面温度；

24、所述露点温度计算模块，基于所述除湿相关数据采集模块采集的空气温度和空气相对湿度，计算开关柜当前内部空气温度、空气相对湿度对应的露点温度；

25、所述除湿装置工作功率确定模块，基于金属壁面温度、空气温度，以及开关柜当前内部空气温度、空气相对湿度对应的露点温度，确定除湿装置工作功率；

26、所述周期循环除湿执行模块，用于使除湿装置根据除湿装置工作功率确定模块确定的除湿装置工作功率运行预设的除湿时间间隔，然后重新依次执行除湿相关数据采集模块、露点温度计算模块、除湿装置工作功率确定模块。

27、进一步优选地，

28、在除湿装置工作功率确定模块中，包括第一除湿装置工作功率设定单元和第二湿装置工作功率设定单元：

29、所述第一除湿装置工作功率设定单元，用于当满足第一除湿装置工作功率设置条件时，将除湿装置工作功率设定为该除湿装置的额定功率；

30、所述第二湿装置工作功率设定单元，用于当不满足第一除湿装置工作功率设置条件时，基于金属壁面温度、空气温度和露点温度，以及预设的除湿装置输出功率系数曲线，确定除湿装置输出功率系数；将除湿装置输出功率系数与该除湿装置的额定功率相乘，得到除湿装置工作功率。

31、本技术另一方面公开了一种电子设备，包括处理器及存储介质；其特征在于：

32、所述存储介质用于存储指令；

33、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据前述开关柜自动除湿方法。

34、本技术还公开计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现所述开关柜自动除湿方法。

35、本发明的有益效果在于，与现有技术相比：

36、1、本发明直接部署壁面温度传感器，实时采集柜体顶部、隔板等关键位置的金属壁面温度，结合露点温度、空气温度构建三重对比逻辑，直接针对“壁面温度低于露点温度”这一凝露核心条件判断风险，无推测误差；本发明开关柜自动除湿方法通过实时计算露点温度，并与金属壁面温度进行动态比较，能够准确判断凝露风险，避免了传统方法的盲目性，提高了除湿效率。

37、2、通过引入分段除湿装置输出功率系数曲线，特别是在中低风险区间采用指数衰减的降功率模式，使得除湿装置仅在必要时以高功率运行，大部分时间处于低功耗或待机状态，降低了系统整体能耗，实现“风险等级与除湿功率精准匹配”。

38、3、本发明硬件仅需空气温湿度传感器、壁面温度传感器两类传感器，配合微处理器、功率控制单元即可运行，无需依赖云端服务器或复杂数据聚类建模；算法逻辑清晰，编程实现、调试维护难度低。

39、4、本发明按照固定周期循环运行，能够持续跟踪开关柜内部环境的变化（如天气变化、负荷变化导致的温升），并自动调整除湿策略，具有良好的环境自适应能力。方法易于通过微处理器编程实现，系统结构简单，可靠性高，能有效预防凝露引发的设备故障，提升开关柜运行的安全性与寿命。

40、本发明还具有易于实现、能耗低、除湿效率高、误判风险低等突出优势。