一种风电机组电控系统的温度监控方法和设备与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风电机组电控系统的温度监控方法和设备。


背景技术：

2.随着风力发电技术的快速发展，单台风电机组的装机容量也随之增大，但风电机组的内部空间具有局限性。为了更好地验证电气设备的能量密度，最大化利用空间来散热，保证充足的维护空间和逃生通道，风电机组电控系统通常会受到整机设计空间要求的约束，因此，通过热试验有效地测定电控系统的能量密度成为业内增加单位面积机组容量的主要研究方向。
3.目前针对于风电机组电控系统的热试验，主要采取对风电机组电控系统中的被测部件的表面或内部布置温度传感器的方式来测量各个部件的温度，每个温度传感器都需要引出连接线到数据采集设备，以将采集的温度数据传输到数据采集设备。现有的温度监控设备需要对温度进行检测，当部件温度超过报警温度时进行警报，此时部件已经处于危险状态，不便于系统维护。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种风电机组电控系统的温度监控设备，所述的风电机组电控系统的温度监控设备包括：
5.热图像获取模块，其用于获取风电机组电控系统的热像图；
6.空间构建模块，其用于构建空间坐标系，并将电控系统模型置于空间坐标系中；
7.温度分析模块，其用于接收热像图，并对热像图进行分析获取对应坐标温度(x,y,t)；
8.计时模块，其用于获取当前时间点t；
9.部件确定模块，其用于对热像图上各个根据预先建立的部件识别模型确定电控系统中各个部件在热成像图中的位置获得部件对应温度(q,t,t),并判断是否小于零，如果是，则计算获取对应的温度和时间点，并进行编号获得(q,ti,ti)；判断是否大于零，如果是，则计算获取对应的温度和时间点，并进行编号获得(q,t
i-1
,t
i’)；计算获得工作产热为δt＝t
i-t
i’，其中，0＜t
i-t
i-1
≤t
标
；
10.坐标温度对比模块,其用于判断部件q对应温度ti是否大于一个预先设置的f1t
标
，如果是,则根据电控系统获取部件q下一个作业信号时间点t
i 1
，并发送提示信号；根据部件q查找一个预先设置的部件-散热速度信息表，获得部件散热速度ts；并计算时间点t
i 1
时的温度为t
i 1
＝t-(t
i 1-t)ts δt，其中，t为当前温度；坐标温度对比模块判断q对应温度t
i 1
是否大于一个预先设置f2t
标
，如果是,则发送报警信号。
11.优选的：所述f1、f2关系是：0＜f1＜f2＜1，t
标
是部件q的损坏温度。
12.优选的：所述的风电机组电控系统的温度监控设备包括拼接模块，拼接模块用于接收热像图，并对热像图进行拼接，获得整体电控热像图。
13.优选的：所述整体电控热像图拼接方法为：对热图像获取模块进行定位获取热像图坐标(xi，yi)；以热图像获取模块为中心，x0、y0为边长对的热像图进行分割，获得一个长为x0，宽为y0的矩形图片，其中x0，y0为热图像获取模块安装间距或者安装平面的边长，且x
i 1
＝xi x0，y
i 1
＝yi y0，对矩形图片进行拼接。
14.优选的：所述的风电机组电控系统的温度监控设备包括运行分析模块，运行分析模块根据电控系统获取下一个作业信号，并获取下一个作业信号工作的部件以及对应的工件的当前温度t；计算时间点t
i 1
时的温度为t
i 1
＝t-(t
i 1-t)ts δt，并判断对应温度t
i 1
是否大于一个预先设置f2t
标
，如果是,则发送报警信号。
15.优选的：所述的风电机组电控系统的温度监控设备包括报警模块，报警模块用于接收提示信号和报警信号并进行报警。
16.优选的：所述的报警模块是显示屏，当报警模块接收提示信号和报警信号时并获取发热部件和其坐标并进行显示，报警模块对电控系统进行画面显示，并频闪对应部件。
17.优选的：所述的风电机组电控系统的温度监控设备包括维修推荐模块，维修推荐模块用于获得温度超过f2t
标
对应的部件坐标，并根据部件坐标查找一个预先设置部件坐标-维护建议信息表，获得维护建议；所述的维护建议将各个造成散热问题的维护建议按照可能性进行排序，并按照可能性顺序推荐给维护人员。
18.本发明还提供一种风电机组电控系统的温度监控方法，应用于上述所述一种风电机组电控系统的温度监控设备，其特征在于，所述的风电机组电控系统的温度监控方法包括如下步骤：
19.s1、获取风电机组电控系统的热像图；
20.s2、将电控系统模型置于空间坐标系中；
21.s3、对热像图进行分析获取对应坐标温度(x,y,t)；
22.s4、获取当前时间点t；
23.s5、对热像图上各个根据预先建立的部件识别模型确定电控系统中各个部件在热成像图中的位置获得部件对应温度(q,t,t)；
24.s6、计算部件作业前后温度t
i’和ti；
25.s7、判断部件q对应温度ti是否大于一个预先设置的f1t
标
，如果是,则执行s8；
26.s8、根据电控系统获取部件q下一个作业信号时间点t
i 1
，并发送提示信号；
27.s9、根据部件q查找一个预先设置的部件-散热速度信息表，获得部件散热速度ts；
28.s10、计算时间点t
i 1
时的温度为t
i 1
＝t-(t
i 1-t)ts δt，其中，t为当前温度，t为当前时间点；
29.s11、判断q对应温度t
i 1
是否大于一个预先设置f2t
标
，如果是,则发送报警信号。
30.优选的：所述的部件作业前后温度t
i’和ti计算方法步骤如下：
31.s61、判断是否小于零，如果是，则执行s62，如果否，则执行s63；
32.s62、计算获取对应的温度和时间点，并进行编号获得(q,ti,ti)；
33.s63、判断是否大于零，如果是，则执行s64；
34.s64、计算获取对应的温度和时间点，并进行编号获得(q,t
i-1
,t
i’)；
35.s65、计算获得工作产热为δt＝t
i-t
i’，其中，0＜t
i-t
i-1
≤t
标
。
36.本发明的技术效果和优点：本发明可以在部件损坏之间进行预测和判断，避免了部件损坏，提高了电控系统的安全性。通过对部件作业产热、散热多个因素进行预测，计算精确。
附图说明
37.图1为本发明提出的一种风电机组电控系统的温度监控设备的结构框图。
38.图2为本发明提出的一种风电机组电控系统的温度监控方法的流程图。
39.图3为本发明提出的一种风电机组电控系统的温度监控方法中部件作业前后温度计算方法的流程图。
具体实施方式
40.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
41.实施例1
42.参考图1，在本实施例中提出了一种风电机组电控系统的温度监控设备，用于对风电机组电控系统进行温度监控，所述的风电机组电控系统的温度监控设备包括：
43.热图像获取模块，用于获取风电机组电控系统的热像图。这里热图像获取模块可以是热成像摄像头、红外成像仪等，为现有技术，具体在此不做赘述。热图像获取模块可以安装在风电机组的机舱的内部，热图像获取模块的安装位置可以朝向部件的安装平面，可以将整个安装平面上的部件覆盖在内。当部件数量较多时，可以多个平面进行安装，此时的热图像获取模块可以安装多个，安装的平面可以进行多层安装也可以平层安装。
44.空间构建模块，用于构建空间坐标系，并将电控系统模型置于空间坐标系中，坐标系将整个电控覆盖在内。将电控系统模型植入到空间坐标系的内部，包括电控系统中各个部件的坐标，具体在此不做赘述。
45.当部件进行平层安装，平层安装面积较大或者多层安装时面积较大时，所述的风电机组电控系统的温度监控设备还包括拼接模块，拼接模块用于接收热像图，并对热像图进行拼接，获得整体电控热像图。热图像获取模块拍摄范围有限，不能完全覆盖整个仓库。对热图像获取模块进行定位获取热像图坐标(xi，yi)，以热图像获取模块为中心，x0、y0为边长对的热像图进行分割，获得一个长为x0，宽为y0的矩形图片，其中x0，y0为热图像获取模块
安装间距或者安装平面的边长，且x
i 1
＝xi x0，y
i 1
＝yi y0，对矩形图片进行拼接，以此可以获得了整体热像图。
46.温度分析模块，用于接收热像图，并对热像图进行分析获取对应坐标温度(x,y,t)，通过热像图的拼接、或者单个热像图可以形成一个平面坐标系，热像图上各个点上不同温度则会形成不同的颜色梯度的点，不同颜色对应不同的温度，从而可以获得对应坐标的温度，具体在此不做赘述。
47.计时模块，用于获取当前时间点t，计时模块为现有技术，具体在此不做赘述。
48.部件确定模块，用于对热像图上各个根据预先建立的部件识别模型确定电控系统中各个部件在热成像图中的位置获得部件对应温度(q,t,t),并判断是否小于零，如果是，则计算获取对应的温度和时间点，并进行编号获得(q,ti,ti)；判断是否大于零，如果是则计算获取对应的温度和时间点，并进行编号获得(q,t
i-1
,t
i’)，则计算获得工作产热为δt＝t
i-t
i’，其中，0＜t
i-t
i-1
≤t
标
，即满足ti小于t
i-1
，且两个时间点在一个时间范围内，t
标
的设置可以根据这个部件一个作业信号所用时间进行获得，各个部件进行作业时会产生热量，不工作时是在对外进行散热，即时间产热曲线为一个波浪线，当接收工作信号时，大于零且在工作过程中，持续产热，工作信号结束时，温度达到了一个这个时间段的最高产热温度，此时的小于零，且
49.坐标温度对比模块,用于判断部件q对应温度ti是否大于一个预先设置的f1t
标
，如果是,则根据电控系统获取部件q下一个作业信号时间点t
i 1
，并发送提示信号；根据部件q查找一个预先设置的部件-散热速度信息表，获得部件散热速度ts。并计算时间点t
i 1
时的温度为t
i 1
＝t-(t
i 1-t)ts δt，其中，t为当前温度，t为当前时间点，ts为部件q散热速度，可以包括散热速度和吸热速度进行综合计算，具体不做赘述。散热速度ts和部件q材质有关，可以通过实验获得具体在此不做赘述。坐标温度对比模块判断q对应温度t
i 1
是否大于一个预先设置f2t
标
，如果是,则发送报警信号。其中，f1和f2可以是0＜f1＜f2＜1，t
标
可以是部件q的损坏温度，与部件材质有关，具体在此不做赘述。风电机组电控系统对于各个部件的工作都具有一定的设定，可以很容易获取下一个工作时间，具体在此不做赘述。本发明可以在部件损坏之间进行预测和判断，避免了部件损坏，提高了电控系统的安全性。通过对部件作业产热、散热多个因素进行预测，计算精确。
50.运行分析模块，可以根据电控系统获取下一个作业信号，并获取下一个作业信号工作的部件以及对应的工件的当前温度t；计算时间点t
i 1
时的温度为t
i 1
＝t-(t
i 1-t)ts δt，并判断对应温度t
i 1
是否大于一个预先设置f2t
标
，如果是,则发送报警信号。
51.报警模块，用于接收提示信号和报警信号并进行报警，所述的报警模块可以是蜂鸣器、频闪器或者显示屏中的一种或者多种组合。当报警模块接收提示信号和报警信号时，则报警模块进行报警，相关的运维管理人员可以第一时间接收到相关的故障状况，根据运
维需求进行检修处理。所述的报警模块可以是显示屏，当报警模块接收提示信号和报警信号时并获取发热部件和其坐标并进行显示，报警模块对电控系统进行画面显示，并频闪对应部件。
52.实施例2
53.维修推荐模块，获得温度超过f2t
标
对应的部件坐标，并根据部件坐标查找一个预先设置部件坐标-维护建议信息表，从而获得维护建议，因为不同坐标散热出现的问题造成的原因是特定的，我们可以根据维护人员经验构建部件坐标-维护建议信息表，具体在此不做赘述。所述的维护建议可以将各个造成散热问题的维护建议按照可能性进行排序，并按照可能性顺序推荐给维护人员，可以提高维护的可能性，避免经验性依赖。
54.实施例3
55.参考图2，在本实施例中提出了一种风电机组电控系统的温度监控方法，包括如下步骤：
56.s1、获取风电机组电控系统的热像图。
57.s2、将电控系统模型置于空间坐标系中。
58.s3、对热像图进行分析获取对应坐标温度(x,y,t)。
59.s4、获取当前时间点t。
60.s5、对热像图上各个根据预先建立的部件识别模型确定电控系统中各个部件在热成像图中的位置获得部件对应温度(q,t,t)。
61.s6、计算部件作业前后温度t
i’和ti。
62.s7、判断部件q对应温度ti是否大于一个预先设置的f1t
标
，如果是,则执行s8。
63.s8、根据电控系统获取部件q下一个作业信号时间点t
i 1
，并发送提示信号。
64.s9、根据部件q查找一个预先设置的部件-散热速度信息表，获得部件散热速度ts。
65.s10、计算时间点t
i 1
时的温度为t
i 1
＝t-(t
i 1-t)ts δt，其中，t为当前温度，t为当前时间点。
66.s11、判断q对应温度t
i 1
是否大于一个预先设置f2t
标
，如果是,则发送报警信号。
67.参考图3，所述的部件作业前后温度t
i’和ti计算方法步骤如下：
68.s61、判断是否小于零，如果是，则执行s62，如果否，则执行s63。
69.s62、计算获取对应的温度和时间点，并进行编号获得(q,ti,ti)。
70.s63、判断是否大于零，如果是，则执行s64。
71.s64、计算获取对应的温度和时间点，并进行编号获得(q,t
i-1
,t
i’)。
72.s65、计算获得工作产热为δt＝t
i-t
i’，其中，0＜t
i-t
i-1
≤t
标
。
73.实施例4
74.作为本发明的一种优选实施例，一种计算机终端，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。处理器执行程序时实现一种风电机组电控系统的温度监控方法的步骤。
75.一种风电机组电控系统的温度监控方法在应用时，可以软件的形式进行应用，如设计成独立运行的程序，安装在计算机终端上，计算机终端可以是电脑、智能手机、控制系统以及其他物联网设备等。一种风电机组电控系统的温度监控方法也可以设计成嵌入式运行的程序，安装在计算机终端上，如安装在单片机上。
76.本作为本发明的一种优选实施例，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。程序被处理器执行时，实现一种风电机组电控系统的温度监控方法的步骤。一种风电机组电控系统的温度监控方法在应用时，可以软件的形式进行应用，如设计成计算机可读存储介质可独立运行的程序，计算机可读存储介质可以是u盘，设计成u盾，通过u盘设计成通过外在触发启动整个方法的程序。
77.显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。