风力发电机组的轴流风机控制方法与流程

本发明涉及风力发电机领域，尤其涉及一种风力发电机组的轴流风机控制方法。

背景技术：

轴流风机作为风力发电机组中的一个重要机械部分，主要用于降低风力发电机组中机舱的环境温度。为了保证机舱的环境温度不高于机舱内各个零部件的工作温度，目前通常需要轴流风机在风力发电机组工作期间均处于工作状态。由于轴流风机在工作中其自身需要消耗一定的电能，而实际上在风力发电机组工作期间机舱不一定都需要启动轴流风机来降低其环境温度，因此目前轴流风机在工作中存在能源浪费较大的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种风力发电机组的轴流风机控制方法，以解决轴流风机在工作中存在的能源浪费较大的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种风力发电机组的轴流风机控制方法，包括：

获取风力发电机组中机舱的温度和所述风力发电机组的功率；

根据所述温度和所述功率，按顺序控制启动各个轴流风机，并按与启动相反的顺序控制关闭所述各个轴流风机。

在一种可选的实现方式中，所述根据所述温度和所述功率，按顺序控制启动各个轴流风机包括：

针对每个轴流风机，当所述机舱的温度大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，所述风力发电机组的功率大于对应的第一功率阈值时，控制启动该轴流风机。

在另一种可选的实现方式中，所述方法还包括：

针对每个轴流风机，当所述机舱的温度不大于对应的第一温度阈值，或所述机舱的温度不小于对应的第二温度阈值，或所述机舱的温度大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，但所述风力发电机组的功率不大于对应的第一功率阈值时，判断所述机舱的温度是否大于对应的第三温度阈值，若是，则控制启动该轴流风机；否则，判断所述机舱的温度是否大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，以及所述风力发电机组的功率是否大于对应的第一功率阈值。

在另一种可选的实现方式中，所述按与启动相反的顺序控制关闭所述各个轴流风机包括：

针对第一个启动的轴流风机，当所述机舱的温度小于第四温度阈值，且所述风力发电机组的功率不大于第二功率阈值时，控制关闭该轴流风机。

在另一种可选的实现方式中，所述方法还包括：

针对第一个启动的轴流风机，当所述机舱的温度不小于所述第四温度阈值，或所述机舱的温度小于第四温度阈值，但所述风力发电机组的功率大于所述第二功率阈值时，判断所述机舱的温度是否小于第五温度阈值，若是，则控制关闭该轴流风机，否则，判断所述机舱的温度是否小于所述第四温度阈值，以及所述风力发电机组的功率是否大于所述第二功率阈值。

在另一种可选的实现方式中，所述按与启动相反的顺序控制关闭所述各个轴流风机包括：

针对除第一个启动的轴流风机外的其他各个轴流风机，当所述机舱的温度小于第五温度阈值时，控制关闭该轴流风机；或者

当该轴流风机启动时，若所述机舱的温度大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，所述风力发电机组小于对应的第一功率阈值，则控 制关闭该轴流风机。

在另一种可选的实现方式中，在根据所述温度和所述功率，按顺序控制启动各个轴流风机，并按与启动相反的顺序控制关闭所述各个轴流风机之前，所述方法还包括：

判断所述风力发电机组是否出现故障或处于维护状态；

所述根据所述温度和所述功率，按顺序控制启动各个轴流风机，并按与启动相反的顺序控制关闭所述各个轴流风机包括：

若所述风力发电机组未出现故障或不处于维护状态，则根据所述温度和所述功率，按顺序控制启动各个轴流风机，并按与启动相反的顺序控制关闭所述各个轴流风机。

在另一种可选的实现方式中，所述方法还包括：定期更换各个轴流风机启动和关闭的顺序。

在另一种可选的实现方式中，所述第二功率阈值为零。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过根据风力发电机组中机舱的温度和风力发电机组的功率，控制启动和关闭轴流风机，可以避免轴流风机在风力发电机组工作过程中一直处于启动状态，从而可以降低轴流风机的能耗；本发明通过按顺序控制启动多个轴流风机，可以根据实际情况对轴流风机进行阶梯型的控制，从而可以进一步降低轴流风机的能耗；另外，本发明通过按与启动相反的顺序控制关闭各个轴流风机，可以避免轴流风机在关闭过程中出现混乱，从而可以提高轴流风机关闭过程中的稳定性；

2、本发明通过针对每个轴流风机，在机舱的温度大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，风力发电机组的功率大于对应的第一功率阈值时，控制启动该轴流风机，可以保证在机舱内温度即将达到需要启动轴流风机时提前启动轴流风机，从而可以提高机舱内温度控制的准确度；

3、本发明通过在机舱的温度不大于对应的第一温度阈值，或不小于对应的第二温度阈值，或机舱的温度虽大于对应的第一温度阈值且小于对应的第 二温度阈值，但风力发电机组不大于对应的第一功率阈值时，判断机舱的温度是否大于对应的第三温度阈值，并在机舱温度大于对应的第三温度阈值时，控制启动轴流风机，可以保证在机舱温度达到需要启动轴流风机的温度时及时启动轴流风机；本发明在机舱温度不大于对应的第三温度阈值时，转而继续判断机舱的温度是否大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，以及风力发电机组的功率是否大于对应的第一功率阈值，由此需要启动轴流风机的判断条件与即将需要启动轴流风机的判断条件构成一个循环，只要符合其中一个判断条件，就可控制启动轴流风机，从而可以提高机舱内温度控制的准确度；

4、本发明针对第一个启动(即最后一个关闭)的轴流风机，通过在机舱的温度小于第四温度阈值，且风力发电机组的功率不大于第二功率阈值时，控制关闭该轴流风机，可以在准确控制机舱内温度的基础上，降低轴流风机的能耗；

5、本发明通过在机舱的温度不小于第四温度阈值，或机舱的温度小于第四温度阈值，但风力发电机组不小于第二功率阈值时，判断机舱的温度是否小于第五温度阈值，并在机舱温度小于第五温度阈值时，控制关闭第一个启动的轴流风机，可以保证机舱温度在达到需要关闭所有轴流风机的温度时及时关闭该轴流风机；本发明中在机舱温度不小于第五温度阈值时，转而继续判断机舱的温度是否小于第四温度阈值，以及风力发电机组的功率是否大于第二功率阈值，由此需要关闭所有轴流风机的判断条件与即将需要关闭所有轴流风机的判断条件构成一个循环，只要符合其中一个判断条件，就可控制关闭轴流风机，从而可以提高机舱内温度控制准确度，降低轴流电机能耗；

6、本发明通过在机舱温度小于第五温度阈值时，除了控制关闭第一启动的轴流风机，还控制关闭其他轴流风机，可以保证机舱温度在达到需要关闭所有轴流风机的温度时所有轴流风机都能够及时关闭；针对除第一启动的轴流风机外的其他轴流风机，本发明在该轴流风机启动时，若机舱温度大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，另外风力发电机组的功率小 于对应的第一功率阈值，则表示此时即便关闭该轴流风机也可维持机舱内温度内零部件正常工作，因而本发明通过控制关闭该轴流风机，可以进一步降低轴流风机能耗；

7、本发明通过在风力发电机组未出现故障或不处于维护状态时才对轴流风机进行控制，可以避免在风力发电机组不发电时仍启动轴流风机，由此可以降低轴流风机的能耗；

8、本发明定期更新各个轴流风机启动和关闭的顺序，可以延长轴流风机的使用寿命。

附图说明

图1是本发明风力发电机组的轴流风机控制系统的一个实施例结构图；

图2是本发明风力发电机组的轴流风机控制方法的一个实施例流程图；

图3是本发明风力发电机组的轴流风机控制方法的另一个实施例流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参见图1，为本发明风力发电机组的轴流风机控制系统的一个实施例结构图。该风力发电机组的轴流风机控制系统可以包括温度传感器110、风力发电机组的控制系统120、控制装置130和至少两个轴流风机140，其中温度传感器110、风力发电机组的控制系统120、各个轴流风机140可以分别与控 制装置130连接。该温度传感器110可以设置在机舱内，用于测量机舱的温度，并将该温度信息发送给控制装置130，风力发电机组的控制系统120可以将风力发电机组的功率信息发送给控制装置130。此后，控制装置130可以根据风力发电机组中机舱的温度和风力发电机组的功率，按顺序启动控制各个轴流风机，并按与启动相反的顺序控制关闭各个轴流风机。

本实施例中，由于当风力发电机组出现故障或处于维护状态时，风力发电机组通常不会发电，机舱内的温度通常不会高于机舱内零部件的工作温度，因此控制装置130可以首先判断风力发电机组是否出现故障或处于维护状态，若是，则可以不必控制启动轴流风机；否则，可以根据风力发电机组中机舱的温度和风力发电机组的功率，按顺序控制启动各个轴流风机，并按与启动相反的顺序控制关闭各个轴流风机。本发明通过在风力发电机组未出现故障或不处于维护状态时才对轴流风机进行控制，可以避免在风力发电机组不发电时仍启动轴流风机，由此可以降低轴流风机的能耗。

控制装置130在本地可以预先存储分别针对各个轴流风机设置的第一温度阈值、第二温度阈值、第三温度阈值和第一功率阈值，针对每个轴流风机，其第三温度阈值、第二温度阈值和第一温度阈值可以按照由大到小的顺序进行设置，其第三温度阈值可以小于按顺序启动的下一个轴流风机的第三温度阈值。控制装置130在按顺序控制启动各个轴流风机时，针对每个轴流风机，可以首先判断机舱的温度是否大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，以及风力发电机组的功率是否大于对应的第一功率阈值，若均是，则控制该轴流风机启动；否则，进一步判断机舱的温度是否大于对应的第三温度阈值，若机舱的温度大于对应的第三温度阈值，则控制启动该轴流风机，若机舱的温度不大于对应的第三温度阈值，则继续判断机舱的温度是否大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，以及风力发电机组的功率是否大于对应的第一功率阈值。

由于当机舱温度处于一个温度范围内时，若风力发电机组在某个功率范围下工作，则机舱温度将可能很快达到需要启动轴流风机的温度，而若在机 舱温度达到需要启动轴流风机的温度后，再启动轴流风机，则可能导致机舱来不及降温，从而使机舱内温度过高而影响机舱内各个零部件的工作，因此本发明通过针对每个轴流风机，在机舱的温度大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，风力发电机组的功率大于对应的第一功率阈值时，控制启动该轴流风机，可以保证在机舱内温度即将达到需要启动轴流风机时提前启动轴流风机，从而可以提高机舱内温度控制的准确度。

本发明通过在机舱的温度不大于对应的第一温度阈值，或不小于对应的第二温度阈值，或机舱的温度虽大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，但风力发电机组不大于对应的第一功率阈值时，判断机舱的温度是否大于对应的第三温度阈值，并在机舱温度大于对应的第三温度阈值时，控制启动轴流风机，可以保证在机舱温度达到需要启动轴流风机的温度时及时启动轴流风机。本发明在机舱温度不大于对应的第三温度阈值时，转而继续判断机舱的温度是否大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，以及风力发电机组的功率是否大于对应的第一功率阈值，由此需要启动轴流风机的判断条件与即将需要启动轴流风机的判断条件构成一个循环，只要符合其中一个判断条件，就可控制启动轴流风机，从而可以提高机舱内温度控制的准确度。

另外，控制装置130在本地还可以预先存储有第四温度阈值、第五温度阈值和第二功率阈值，其中该第四温度阈值可以小于第五温度阈值。控制装置130在按与启动相反的顺序控制关闭各个轴流风机时，针对第一个启动的轴流风机，控制装置130可以首先判断机舱的温度是否小于第四温度阈值，以及风力发电机组的功率是否大于第二功率阈值，若机舱的温度小于第四温度阈值，风力发电机组的功率不大于第二功率阈值，则控制关闭该轴流风机；否则，进一步判断机舱的温度是否小于第五温度阈值，若机舱的温度小于第五温度阈值，则控制关闭该轴流风机，若机舱的温度不小于第五温度阈值，则继续判断机舱的温度是否小于第四温度阈值，以及风力发电机组的功率是否大于第二功率阈值。针对除第一个启动的轴流风机外的其他各个轴流风机， 当机舱的温度小于第五温度阈值时，控制关闭该轴流风机，或者当该轴流风机启动时，若机舱的温度大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，风力发电机组小于对应的第一功率阈值，则控制关闭该轴流风机。

由于当机舱温度低于某个温度值时，若风力发电机组在某个功率范围下工作，则机舱温度将可能很快达到需要关闭所有轴流风机的温度，而若在机舱温度达到关闭所有启动轴流风机的温度后，再关闭最后一个轴流风机，则轴流风机可能造成不必要的能源浪费，因此针对第一个启动(即最后一个关闭)的轴流风机，本发明通过在机舱的温度小于第四温度阈值，且风力发电机组的功率不大于第二功率阈值时，控制关闭该轴流风机，可以在准确控制机舱内温度的基础上，降低轴流风机的能耗。

本发明通过在机舱的温度不小于第四温度阈值，或机舱的温度小于第四温度阈值，但风力发电机组不小于第二功率阈值时，判断机舱的温度是否小于第五温度阈值，并在机舱温度小于第五温度阈值时，控制关闭第一个启动的轴流风机，可以保证机舱温度在达到需要关闭所有轴流风机的温度时及时关闭该轴流风机。本发明中在机舱温度不小于第五温度阈值时，转而继续判断机舱的温度是否小于第四温度阈值，以及风力发电机组的功率是否大于第二功率阈值，由此需要关闭所有轴流风机的判断条件与即将需要关闭所有轴流风机的判断条件构成一个循环，只要符合其中一个判断条件，就可控制关闭轴流风机，从而可以提高机舱内温度控制准确度，同时降低轴流电机能耗。

本发明通过在机舱温度小于第五温度阈值时，除了控制关闭第一启动的轴流风机，还控制关闭其他轴流风机，可以保证机舱温度在达到需要关闭所有轴流风机的温度时所有轴流风机都能够及时关闭。针对除第一启动的轴流风机外的其他轴流风机，本发明在该轴流风机启动时，若机舱温度大于对应的第一温度阈值且小于对应的第二温度阈值，另外风力发电机组的功率小于对应的第一功率阈值，则表示此时即便关闭该轴流风机也可维持机舱内温度内零部件正常工作，因而本发明通过控制关闭该轴流风机，可以进一步降低轴流风机能耗。

为了避免各个轴流风机由于运行时间不足而导致老化加快，控制装置可以定期对各个轴流风机对应的第一温度阈值、第二温度阈值、第三温度阈值和第一功率阈值进行调整，以定期更新各个轴流风机启动和关闭的顺序，从而延长轴流风机的使用寿命。

需要注意的是：上述实施例中第二功率阈值可以为零，由于当风力发电机组的功率为零时，机舱内零部件停止工作，相当于处于储存状态，而零部件的工作温度通常大于其储存温度，因此，针对第一个启动的轴流风机，本发明通过在机舱的温度小于第四温度阈值，且风力发电机组的功率为零时，控制关闭该轴流风机，可以在准确控制机舱内温度的基础上，进一步降低轴流风机的能耗。

由上述实施例可见，本发明通过根据风力发电机组中机舱的温度和风力发电机组的功率，控制启动和关闭轴流风机，可以避免轴流风机在风力发电机组工作过程中一直处于启动状态，从而可以降低轴流风机的能耗；本发明通过按顺序控制启动多个轴流风机，可以根据实际情况对轴流风机进行阶梯型的控制，从而可以进一步降低轴流风机的能耗；另外，本发明通过按与启动相反的顺序控制关闭各个轴流风机，可以避免轴流风机在关闭过程中出现混乱，从而可以提高轴流风机关闭过程中的稳定性。

参见图2，为本发明风力发电机组的轴流风机控制方法的一个实施例流程图。该方法可以包括以下步骤：

步骤s201、获取风力发电机组中机舱的温度和风力发电机组的功率。

步骤s202、根据温度和功率，按顺序控制启动各个轴流风机，并按与启动相反的顺序控制关闭各个轴流风机。

由于上述系统中各个单元的功能和作用的实现过程与上述方法中对应步骤的实现过程相同，在此不再赘述。

由上述实施例可见，本发明通过根据风力发电机组中机舱的温度和风力发电机组的功率，控制启动和关闭轴流风机，可以避免轴流风机在风力发电机组工作过程中一直处于启动状态，从而可以降低轴流风机的能耗；本发明 通过按顺序控制启动多个轴流风机，可以根据实际情况对轴流风机进行阶梯型的控制，从而可以进一步降低轴流风机的能耗；另外，本发明通过按与启动相反的顺序控制关闭各个轴流风机，可以避免轴流风机在关闭过程中出现混乱，从而可以提高轴流风机关闭过程中的稳定性。

参见图3，为本发明风力发电机组的轴流风机控制方法的另一个实施例流程图。本实施例以控制两个轴流风机启闭为例，该方法可以包括以下步骤：

步骤s301、判断风力发电机组是否出现故障或处于维护状态，若是，则继续执行步骤s301；否则，执行步骤302。

步骤s302、判断机舱温度t是否大于第一温度阈值t1且小于第二温度阈值t2，若是，则执行步骤s303，否则，执行步骤s304。

步骤s303、判断风力发电机组的功率p是否大于第一功率阈值p1，若是，则执行步骤s305，否则，执行步骤s304。

步骤s304、判断机舱温度t是否大于第三温度阈值t3，若是，则执行步骤s305；否则返回执行步骤s302。

步骤305、控制启动第一轴流风机。

步骤306、判断机舱温度t是否大于第一温度阈值t1’且小于第二温度阈值t2’，若是，则执行步骤s307，否则，执行步骤s308。

步骤s307、判断风力发电机组的功率p是否大于第一功率阈值p1’，若是，则执行步骤s309，否则，执行步骤s308。

步骤s308、判断机舱温度t是否大于第三温度阈值t3’，若是，则执行步骤s305；否则返回执行步骤s306。

步骤309、控制启动第二轴流风机。

步骤s310、判断风力发电机组的功率p是否大于第一功率阈值p1’，若是，则继续执行步骤s310，否则执行步骤s311。

步骤s311、控制关闭第二轴流风机。

步骤s312、判断机舱温度t是否小于第四温度阈值t4，若是，则执行步骤s313，否则执行步骤s314。

步骤s313、判断风力发电机组的功率p是否为零，若是，则执行步骤s315，否则，执行步骤s314。

步骤s314、判断机舱温度是否小于第五温度阈值t5，若是，则执行步骤s315，否则，返回执行步骤s312。

步骤s315、控制关闭第一轴流风机。

由上述实施例可见，本发明通过根据风力发电机组中机舱的温度和风力发电机组的功率，控制启动和关闭轴流风机，可以避免轴流风机在风力发电机组工作过程中一直处于启动状态，从而可以降低轴流风机的能耗；本发明通过按顺序控制启动多个轴流风机，可以根据实际情况对轴流风机进行阶梯型的控制，从而可以进一步降低轴流风机的能耗；另外，本发明通过按与启动相反的顺序控制关闭各个轴流风机，可以避免轴流风机在关闭过程中出现混乱，从而可以提高轴流风机关闭过程中的稳定性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。