一种风力发电机空空冷却自动控制预警系统及其控制方法与流程

1.本发明属于风力发电设备技术领域，具体涉及一种风力发电机空空冷却自动控制预警系统及其控制方法。


背景技术：

2.风力发电机的安装环境复杂多样，包含平原，高原，海上，而且逐步向高温的沙漠地带发展，风机不可避免的要面对恶劣的自然环境，不同季节的扬尘，扬絮，甚至在沙漠边缘地带有可能会有沙尘暴的攻击。机舱内部大量的电气元件，对环境清洁度要求较高，为机舱内电气元件提供良好的工作环境，尽量减少外部环境对其影响。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种风力发电机空空冷却自动控制预警系统及其控制方法，以解决沙尘天气时风机开放造成机舱内部电器元件受损，设备运行寿命下降的问题。
4.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
5.一方面，本发明提供一种风力发电机空空冷却自动控制预警系统，包括：
6.控制预警系统、进出风口控制系统和进风口过滤系统；进出风口控制系统和进风口过滤系统分别与控制预警系统相连；
7.还包括scada系统，scada系统与风机相连，用于获取沙尘天气预警信息，并将沙尘天气预警信息传输给控制预警系统；
8.控制预警系统安装于风机内部，用于获取scada系统传输的沙尘天气的预警信息，并获得预测的沙尘天气发生的时间，根据不同的沙尘天气预警信息做出风机的控制策略，并控制风机的启停；
9.进出风口控制系统包括进风口控制系统和出风口控制系统；进出风口控制系统用于控制风机进出风口挡板的开启和关闭；
10.进风口过滤系统用于控制滤芯的开启和关闭，以及监测滤芯前后的风速和压力。
11.进一步的，风机的底部设有进风口，风机的后部设有出风口，进风口和出风口连通；所述进风口控制系统安装于进风口处；所述出风口控制系统安装于出风口处；所述进风口控制系统中包括进风口挡板和进风口挡板控制器，进风口挡板和进风口挡板控制器相连；所述出风口控制系统中包括出风口挡板和出风口挡板控制器，出风口挡板和出风口挡板控制器相连。
12.进一步的，所述进风口过滤系统包括滤芯和滤芯控制器，滤芯与滤芯控制器相连，滤芯设置于进风口挡板和出风口挡板之间，滤芯控制器用于控制滤芯的开启和关闭；滤芯前设有滤芯前传感器，滤芯后设有滤芯后传感器，用于监测滤芯前后的风速及压力。
13.另一方面，本发明提供一种风力发电机空空冷却自动控制预警系统的控制方法，基于上述一种风力发电机空空冷却自动控制预警系统，包括：
14.gps时钟同步；
15.通过scada系统获取沙尘天气的预警信息，并传输给控制预警系统，控制预警系统根据不同的沙尘天气预警信息做出风机的控制策略；
16.根据控制预警系统发出的控制策略制定控制方案，判断风机是否要需要停机躲避沙尘。
17.进一步的，所述gps时钟同步包括：
18.通过gps时钟同步风力发电机空空冷却自动控制预警系统的时钟，确保风机时钟与风力发电机空空冷却自动控制预警系统时钟统一。
19.进一步的，所述scada系统通过风机上的传感器获得沙尘天气预警信息或者通过天气预报获得沙尘天气预警信息，将沙尘天气预警信息传输给控制预警系统，控制预警系统根据不同的沙尘天气预警信息做出风机的控制策略；当天气信息为沙尘天气时，风机控制策略为停机躲避沙尘；当天气信息为正常天气时，风机控制策略为正常运行；控制预警系统将控制策略输入进出风口控制系统和进风口过滤系统，并控制风机开机和停机。
20.进一步的，所述控制策略包括：
21.如果风机控制策略为关机躲避沙尘，获取风机停机的时间；在风机停机后，进出风口控制系统通过进风口挡板控制器和出风口挡板控制器控制风机进风口挡板和出风口挡板关闭；或者进风口过滤系统通过滤芯控制器控制滤芯开启；沙尘天气过后，获取风机开机时间，在风机开机前15分钟，打开风机进风口过滤系统，进出风口控制系统通过进风口挡板控制器和出风口挡板控制器控制进风口挡板和出风口挡板开启。
22.进一步的，所述控制策略包括：
23.如果风机控制策略为正常运行，则获取沙尘天气开始时间；在沙尘天气开始前2小时，进风口过滤系统通过滤芯控制器控制滤芯开启；在沙尘天气结束后2小时，关闭风机进风口过滤系统。
24.进一步的，还包括：根据滤芯前传感器和滤芯后传感器进行滤芯的堵塞监测及预警；监测进风口过滤系统前后的风速和压力，判断进风口过滤系统中滤芯的堵塞情况，压力超过阈值时，反馈控制系统预警，更换替芯。
25.进一步的，所述阈值为2bar。
26.本发明至少具有以下有益效果：
27.1、本发明通过scada系统获取沙尘天气的预警信息，并传输给控制预警系统，控制预警系统根据不同的沙尘天气预警信息做出风机的控制策略；根据控制预警系统发出的控制策略制定控制方案。使风机根据天气情况，自动关闭进出风口挡板，或打开进风口过滤系统，从而保护机舱内部电器元件及机舱内部环境，进而提升机舱内设备运行寿命及可靠性。
28.2、本发明可实现风机在一般沙尘，和扬絮的工况下，对进风口进风过滤；保证机舱内密封，保护机舱内部件良好的工作环境。
29.3、本发明可实现通过监测滤芯前后的空气流速，压力，判断滤芯的堵塞情况，并协助风机发出预警，在三个月内对滤芯进行更换。
附图说明
30.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示
意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
31.在附图中：
32.图1为风力发电机空空冷却自动控制预警系统结构示意图；
33.图2为风力发电机空空冷却自动控制预警系统的控制方法。
34.附图标记：1、进风口；2、进风口挡板；3、进风口挡板控制器；4、滤芯；5、滤芯控制器；6、出风口；7、出风口挡板；8、出风口挡板控制器；9、控制预警系统；10、scada系统；11、滤芯前传感器；12、滤芯后传感器。
具体实施方式
35.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
37.实施例1
38.如图1所示，一种风力发电机空空冷却自动控制预警系统，包括：
39.控制预警系统9、进出风口控制系统和进风口过滤系统；进出风口控制系统和进风口过滤系统分别与控制预警系统9相连。
40.还包括数据采集与监视控制系统，即scada系统10，scada系统10与风机相连，用于获取沙尘天气预警信息，并将沙尘天气预警信息传输给控制预警系统9。
41.控制预警系统9安装于风机内部，用于获取scada系统10传输的沙尘天气的预警信息，并获得预测的沙尘天气发生的时间，根据不同的沙尘天气预警信息做出风机的控制策略，并控制风机的启停；
42.风机的底部设有进风口1，风机的后部设有出风口6，进风口1和出风口2连通；进出风口控制系统包括进风口控制系统和出风口控制系统；进风口控制系统安装于风机进风口1处；出风口控制系统安装于风机出风口6处；进风口控制系统中包括进风口挡板2和进风口挡板控制器3，进风口挡板2和进风口挡板控制器3相连；出风口控制系统中包括出风口挡板7和出风口挡板控制器8，出风口挡板7和出风口挡板控制器8相连；进出风口控制系统用于控制风机进出风口挡板的开启和关闭；
43.进风口过滤系统包括滤芯4和滤芯控制器5，滤芯4设置于进风口挡板2和出风口挡板7之间，滤芯控制器5用于控制滤芯4的开启和关闭。还包括滤芯前传感器11和滤芯后传感器12，用于监测滤芯前后的风速和压力。
44.还包括gps时钟同步设备，用于同步风场中各风机的时钟；风机上设有gps时钟。
45.scada系统10上设有scada系统时钟，gps时钟和scada系统时钟分别与gps时钟同步设备相连scada系统时钟与gps时钟时间不一致时，需根据gps时钟时间调整scada系统时钟的时间。
46.实施例2
47.如图2所示，一种风力发电机空空冷却自动控制预警系统的控制方法，包括：
48.gps时钟同步；通过gps时钟同步设备将scada系统时钟与gps时钟时间同步。
49.通过scada系统10获取沙尘天气的预警信息，如扬絮、浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴和特强沙尘暴，并通过控制预警系统9获得预测的沙尘天气发生的时间，以及风机在不同天气预警信息下做出的控制策略；
50.scada系统10通过风机上的传感器获得沙尘天气预警信息或者通过天气预报获得沙尘天气预警信息，将沙尘天气预警信息传输给控制预警系统9，控制预警系统9根据不同的沙尘天气预警信息做出风机的控制策略；当天气信息为沙尘天气时，风机控制策略为停机躲避沙尘；当天气信息为正常天气时，风机控制策略为正常运行；控制预警系统9将控制策略输入进出风口控制系统和进风口过滤系统，并控制风机开机和停机。
51.根据控制预警系统9发出的控制策略制定控制方案；
52.如果风机控制策略为关机躲避沙尘，获取风机停机的时间；在风机停机后，进出风口控制系统通过进风口挡板控制器3和出风口挡板控制器8控制进出风口挡板2和出风口挡板7关闭；或者进风口过滤系统通过滤芯控制器5控制滤芯4开启；沙尘天气过后，获取风机开机时间，在风机开机前15分钟，打开进风口过滤系统，进出风口控制系统通过进风口挡板控制器3和出风口挡板控制器8控制进风口挡板2和出风口挡板7开启；
53.如果风机控制策略为正常运行，则获取沙尘天气开始时间；在沙尘天气开始前2小时，进风口过滤系统通过滤芯控制器5控制滤芯4开启；在沙尘天气结束后2小时，关闭进风口过滤系统。
54.根据滤芯前传感器11和滤芯后传感器12进行滤芯4的堵塞监测及预警；监测进风口过滤系统前后的风速和压力，通过分析在不同风速下的压力差，判断进风口过滤系统中滤芯的堵塞情况，压力超过阈值时，反馈控制预警系统9，在未来三个月内更换替芯。压力的阈值为2bar。
55.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。