风电机组的电气部件的湿度控制方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风电机组的电气部件的湿度控制方法、系统、设备及介质。

背景技术：

电气部件是风电机组的核心部件，通常海上风电机组的电气部件对湿度比较敏感，而风电机组在运输、存储、吊装等过程中，会存在长时间无外接外部供电或外接外部供电困难(以下简称“不上电”)的情况，在上述不上电期间需要对风电机组中的电气部件进行除湿。

在现有技术中，通常采用干燥剂对运输、存储、吊装等过程中的风电机组的电气部件进行除湿，但无法检测和预测电气部件的湿度信息以及干燥剂除湿装置的吸湿状态，导致电气部件的除湿处于“黑匣子”状态，因此可靠性低、可控性差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中无法实现对电气部件未来湿度的预测以及基于湿度预测值对电气部件进行控制的缺陷，提供一种风电机组的电气部件的湿度控制方法、系统、设备及介质。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明第一方面提供了一种风电机组的电气部件的湿度控制方法，所述湿度控制方法包括：

获取所述电气部件的历史湿度值；

根据所述历史湿度值得到所述电气部件在未来预设时刻的湿度预测值；

根据所述未来预设时刻的湿度预测值对所述电气部件进行控制，以使得所述电气部件在所述未来预设时刻的实际湿度值满足预设条件。

较佳地，所述电气部件中设有无源调湿装置，根据所述未来预设时刻的湿度预测值对所述电气部件进行控制的步骤包括：

若所述未来预设时刻的湿度预测值大于湿度需求阈值，则发出第一预警信息，所述第一预警信息用于提醒在所述未来预设时刻之前更换所述电气部件的无源调湿装置，以使得在所述未来预设时刻的实际湿度值不大于所述湿度需求阈值。

较佳地，根据所述未来预设时刻的所述湿度预测值对所述电气部件进行控制的步骤还包括：

若有两个相同电气部件之间的所述历史湿度值的差值超过预设阈值或所述未来预设时刻的湿度预测值的差值超过预设阈值，则发出第二预警信息，所述第二预警信息用于提醒检查并提高所述湿度预测值较大的电气部件的密封性，以使得所述差值小于所述预设阈值。

较佳地，所述湿度控制方法还包括：

获取所述电气部件的历史温度值；

根据所述历史温度值得到所述电气部件在所述未来预设时刻的温度预测值；

根据所述历史湿度值得到所述电气部件在未来预设时刻的湿度预测值具体包括：

根据所述历史湿度值以及所述未来预设时刻的温度预测值得到所述电气部件在所述未来预设时刻的湿度预测值。

较佳地，所述湿度控制方法还包括：

获取所述无源调湿装置的原始重量值和当前重量值；

根据所述原始重量值以及所述当前重量值得到所述无源调湿装置已吸收的水蒸气重量值；

根据电气部件内部空气中的初始水蒸气重量值、电气部件内部空气中的当前水蒸气重量值以及所述无源调湿装置已吸收的水蒸气重量值得到单位时间外界进入电气部件内部的总水蒸气重量值；

根据所述总水蒸气重量值得到所述无源调湿装置在所述未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值；

所述根据所述历史湿度值得到所述电气部件在未来预设时刻的湿度预测值具体包括：

根据湿度需求目标值、所述未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值、所述电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值以及所述未来预设时刻的温度预测值得到所述电气部件在所述未来预设时刻的湿度预测值。

较佳地，得到单位时间外界进入电气部件内部的总水蒸气重量值的计算公式为：

wt_unit＝(g1+g2-g3)/time_step*i

其中，wt_unit为单位时间外界进入电气部件内部的总水蒸气重量值；g1为电气部件内部空气中的当前水蒸气重量值；g2为无源调湿装置已吸收的水蒸气重量值；g3为电气部件内部空气中的初始水蒸气重量值；time_step为采样周期；i为采样次数；

得到所述无源调湿装置在所述未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值的计算公式为：

dehu_pred＝wt_unit*time_step*i+g3-g4

其中，dehu_pred为无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值；g4为电气部件内部空气中的未来预设时刻水蒸气重量值；

得到所述电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值的计算公式为：

a＝(wt_unit*time_step*i+g3-dehu_max)/v_cambinet

其中，a为电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值；dehu_max为无源调湿装置可吸收水蒸气的最大重量值；v_cambinet为电气部件的有效体积。

较佳地，所述根据湿度需求目标值、所述未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值、所述电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值以及所述未来预设时刻的温度预测值得到所述电气部件在所述未来预设时刻的湿度预测值具体包括：

当所述未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值小于等于所述无源调湿装置可吸收水蒸气的最大重量值时，所述电气部件在所述未来预设时刻的湿度预测值等于所述湿度需求目标值；

当所述未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值大于所述无源调湿装置可吸收水蒸气的最大重量值时，根据所述电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值、所述未来预设时刻的温度预测值，采用包括但不限于查表法得到所述电气部件在所述未来预设时刻的湿度预测值。

较佳地，所述获取所述电气部件的历史湿度值具体包括：

周期性采集所述电气部件的历史湿度值，并且在每个周期内多次采集并取平均值作为该周期内的历史湿度值；

和/或，

所述获取所述电气部件的历史温度值具体包括：

周期性采集所述电气部件的历史温度值，并且在每个周期内多次采集并取平均值作为该周期内的历史温度值；

和/或，

所述获取所述无源调湿装置的当前重量值具体包括：

周期性采集所述无源调湿装置的当前重量值，并且在每个周期内多次采集并取平均值作为该周期内的当前重量值。

本发明第二方面提供了一种风电机组的电气部件的湿度控制系统，所述湿度控制系统包括第一获取模块、第一计算模块和控制模块；

所述第一获取模块用于获取所述电气部件的历史湿度值；

所述第一计算模块用于根据所述历史湿度值得到所述电气部件在未来预设时刻的湿度预测值；

所述控制模块用于根据所述未来预设时刻的湿度预测值对所述电气部件进行控制，以使得所述电气部件在所述未来预设时刻的实际湿度值满足预设条件。

较佳地，所述电气部件中设有无源调湿装置，所述控制模块具体用于若所述未来预设时刻的湿度预测值大于湿度需求阈值，则发出第一预警信息，所述第一预警信息用于提醒在所述未来预设时刻之前更换所述电气部件的无源调湿装置，以使得在所述未来预设时刻的实际湿度值不大于所述湿度需求阈值。

较佳地，所述控制模块具体还用于若有两个相同电气部件之间的所述历史湿度值的差值超过预设阈值或所述未来预设时刻的湿度预测值的差值超过预设阈值，则发出第二预警信息，所述第二预警信息用于提醒检查并提高所述湿度预测值较大的电气部件的密封性，以使得所述差值小于所述预设阈值。

较佳地，所述湿度控制系统还包括第二获取模块和第二计算模块；

所述第二获取模块用于获取所述电气部件的历史温度值；

所述第二计算模块用于根据所述历史温度值得到所述电气部件在所述未来预设时刻的温度预测值；

所述第一计算模块具体用于根据所述历史湿度值以及所述未来预设时刻的温度预测值得到所述电气部件在所述未来预设时刻的湿度预测值。

较佳地，所述湿度控制系统还包括第三获取模块、第三计算模块、第四计算模块和第五计算模块；

所述第三获取模块用于获取所述无源调湿装置的原始重量值和当前重量值；

所述第三计算模块用于根据所述原始重量值以及所述当前重量值得到所述无源调湿装置已吸收的水蒸气重量值；

所述第四计算模块用于根据电气部件内部空气中的初始水蒸气重量值、电气部件内部空气中的当前水蒸气重量值以及所述无源调湿装置已吸收的水蒸气重量值得到单位时间外界进入电气部件内部的总水蒸气重量值；

所述第五计算模块用于根据所述总水蒸气重量值得到所述无源调湿装置在所述未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值；

所述第一计算模块具体用于根据湿度需求目标值、所述未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值、所述电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值以及所述未来预设时刻的温度预测值得到所述电气部件在所述未来预设时刻的湿度预测值。

较佳地，得到单位时间外界进入电气部件内部的总水蒸气重量值的计算公式为：

wt_unit＝(g1+g2-g3)/time_step*i

其中，wt_unit为单位时间外界进入电气部件内部的总水蒸气重量值；g1为电气部件内部空气中的当前水蒸气重量值；g2为无源调湿装置已吸收的水蒸气重量值；g3为电气部件内部空气中的初始水蒸气重量值；time_step为采样周期；i为采样次数；

得到所述无源调湿装置在所述未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值的计算公式为：

dehu_pred＝wt_unit*time_step*i+g3-g4

其中，dehu_pred为无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值；g4为电气部件内部空气中的未来预设时刻水蒸气重量值；

得到所述电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值的计算公式为：

a＝(wt_unit*time_step*i+g3-dehu_max)/v_cambinet

其中，a为电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值；dehu_max为无源调湿装置可吸收水蒸气的最大重量值；v_cambinet为电气部件的有效体积。

较佳地，所述第一计算模块具体用于当所述未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值小于等于所述无源调湿装置可吸收水蒸气的最大重量值时，所述电气部件在所述未来预设时刻的湿度预测值等于所述湿度需求目标值；

所述第一计算模块具体还用于当所述未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值大于所述无源调湿装置可吸收水蒸气的最大重量值时，根据所述电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值、所述未来预设时刻的温度预测值，采用包括但不限于查表法得到所述电气部件在所述未来预设时刻的湿度预测值。

较佳地，所述第一获取模块具体用于周期性采集所述电气部件的历史湿度值，并且在每个周期内多次采集并取平均值作为该周期内的历史湿度值；

和/或，

所述第二获取模块具体用于周期性采集所述电气部件的历史温度值，并且在每个周期内多次采集并取平均值作为该周期内的历史温度值；

和/或，

所述第三获取模块具体用于周期性采集所述无源调湿装置的当前重量值，并且在每个周期内多次采集并取平均值作为该周期内的当前重量值。

本发明第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的风电机组的电气部件的湿度控制方法。

本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的风电机组的电气部件的湿度控制方法。

本发明的积极进步效果在于：

本发明根据获取的电气部件的历史湿度值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值，再根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制，以使得电气部件在未来预设时刻的实际湿度值满足预设条件，实现了对电气部件在未来预设时刻的湿度值的预测以及基于未来预设时刻的湿度预测值实现了对电气部件的控制，方便了风电机组的维护，满足了风电机组的电气部件湿度的控制需求。

附图说明

图1为本发明实施例1的风电机组的电气部件的湿度控制方法的流程图。

图2为本发明实施例1的风电机组的电气部件的湿度控制方法中得到未来预设时刻的湿度预测值的第一流程图。

图3为本发明实施例1的风电机组的电气部件的湿度控制方法中得到未来预设时刻的湿度预测值的第二流程图。

图4为本发明实施例2的风电机组的电气部件的湿度控制系统的模块示意图。

图5为本发明实施例3的风电机组的电气部件的湿度控制系统的模块示意图。

图6为本发明实施例4中的实现风电机组的电气部件的湿度控制方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1所示，本实施例的风电机组的电气部件的湿度控制方法包括：

步骤101、获取电气部件的历史湿度值。

具体地，周期性采集电气部件的历史湿度值，并且在每个周期内多次采集并取平均值作为该周期内的历史湿度值。本实施例中通常获取的是电气部件的历史相对湿度值。

本实施例中，通过电气部件中的温湿度传感器周期性采集电气部件的历史湿度值，采样周期为time_step、每次采样时采集i次数据；通常，采样周期time_step≥1小时，每次采集次数i≥3，并取i次的平均值作为本次采样的有效值。根据实际情况设置采样周期的时间以及采集次数，此处不做具体限定。

步骤102、根据历史湿度值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值。

本实施例中，根据已获取的电气部件的历史湿度值，采用包括但不限于最小二乘法拟合，得到当前n个采样周期之后的k个周期的相对湿度预测值rh_pred(n+k)。

本实施例中，最小二乘法拟合的过程如下：

rh_pred(n+k)＝f(n+k,time_step,a,b)

其中，ei为输入参数数值的偏差；rhi为第i次采样获得的电气部件的历史湿度值；a、b分别为f(i，time_step)通过最小二乘法拟合确定的参数；rh_pred(n+k)为预测得到的当前n个采样周期之后的k个周期的相对湿度预测值。

步骤103、根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制，以使得电气部件在未来预设时刻的实际湿度值满足预设条件。

本实施例中，电气部件中设有无源调湿装置，而风电机组的电气部件是指风机机组内的所有电气部件；电气部件包括但不限于发电机、主控电气柜、变桨电气柜、变流电气柜等，即需为风机机组内的所有电气部件均设置无源调湿装置，例如为发电机、主控电气柜、变桨电气柜、变流电气柜等分别设置无源调湿装置，以保证电气部件不发生短路、绝缘损坏或锈蚀。需要说明的是，在电气部件内部放置无源调湿装置时，在均匀分布的前提下，优先放置在通风孔、散热窗处。

本实施例中采用可循环使用的环保型无源调湿装置，该无源调湿装包括但不限于高吸水聚合物、可呼吸材料、复合纤维材料等，例如采用可循环使用的环保型高吸水聚合物作为无源调湿装置。

本实施例中，在根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制时，给出预测的维护建议及预警，该预测的维护建议及预警包括但不限于无源调湿装置的更换周期建议值、及电气部件的密封性检查意见。

具体地，在根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制时，给出无源调湿装置的更换周期建议值的情况如下：

若未来预设时刻的湿度预测值大于湿度需求阈值，则发出第一预警信息，第一预警信息用于提醒在未来预设时刻之前更换电气部件的无源调湿装置，以使得在未来预设时刻的实际湿度值不大于湿度需求阈值。

优选地，本实施例中根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制具体包括：在未来预设时刻的实际湿度值大于湿度需求阈值前，更换电气部件的无源调湿装置。本实施例中湿度需求阈值优选60％，湿度需求阈值是电气部件无法接受、可能失效的湿度上限值。

本实施例中，还可以在无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值等于无源调湿装置饱和水蒸气重量值前，需更换无源调湿装置。

本实施例中，在根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制时，给出电气部件的密封性检查意见的情况如下：

若有两个相同电气部件之间在同一历史时刻的历史湿度值的差值超过预设阈值或在同一未来预设时刻的湿度预测值的差值超过预设阈值，则发出第二预警信息，第二预警信息用于提醒检查并提高湿度预测值较大的电气部件的密封性，以使得差值小于预设阈值。

优选地，本实施例中根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制具体还包括：若任意两个相同电气部件之间在同一历史时刻的历史湿度值的差值超过预设阈值或在同一未来预设时刻的湿度预测值的差值超过预设阈值，则需要检查并提高湿度预测值较大的电气部件的密封性。

本实施例中，对于相同规格的多个电气部件，当其历史湿度值的变化趋势不相同时，还可以检查除了湿度值上升最小的一个电气部件之外的其他电气部件的密封性。

本实施例中，为减少外部水蒸气进入电气部件，提高调湿效率，通常采用密封组件对电气部件进行密封处理，密封组件包括但不限于防水胶带、防水包装纸、塑料薄膜等；例如本实施例采用防水胶带将电气部件的通风孔、散热窗等临时密封，以减少外部水蒸气进入电气部件，从而提高调湿效率。

在一可实施的方案中，在上述基于历史湿度值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值的基础上，为了较准确的得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值，如图2所示，风电机组的电气部件的湿度控制方法还包括：

步骤201、获取电气部件的历史温度值。

具体地，周期性采集电气部件的历史温度值，并且在每个周期内多次采集并取平均值作为该周期内的历史温度值。

本实施例中，通过电气部件中的温湿度传感器周期性的同时采集电气部件的历史湿度值和历史温度值。即采集电气部件的历史温度值的采样周期和采集次数与采集电气部件的历史温度值的采样周期和采集次数相同。

本实施例中，采用移动式无线装置接收并存储温湿度传感器采集、上传的电气部件的历史相对湿度值和历史温度值；

rh＝rh(1,2…n)；temp＝temp(1,2…n)；

其中，rh为已获取的电气部件的历史相对湿度值；rh(n)为第n个采样周期最新获取的电气部件的相对湿度值；temp为已采样获取的电气部件的历史温度值；temp(n)为第n个采样周期最新获取的电气部件的温度值。

步骤202、根据历史温度值得到电气部件在未来预设时刻的温度预测值。

本实施例中，根据已获取的电气部件的历史温度值temp，采用最小二乘法拟合，得到当前n个采样周期之后的k个周期的温度预测值temp_pred(n+k)。

步骤203、根据历史湿度值以及未来预设时刻的温度预测值得到电气部件在未来预设时刻(即该未来预设时刻为当前n个采样周期之后的k个周期)的湿度预测值。

本实施例中，根据已获取的电气部件的历史相对湿度rh、温度预测值temp_pred(n+k)，采用最小二乘法拟合，得到当前n个采样周期之后的k个周期的相对湿度预测值rh_pred(n+k)。

本实施例中，在正常工况下，采用无源调湿装置的风电机组的电气部件，其相对湿度保持稳定，即无源调湿装置在理想工作状态下，电气部件内部的湿度将被控制在湿度需求目标值以下，该湿度需求目标值小于湿度需求阈值。

当无源调湿装置吸湿率达到上限时(通常上限是达到无源调湿装置自身重量的30％，也可以设置为其他数值)，无源调湿装置就无法吸收空气中的水蒸气，此时因外界的水蒸气进入电气部件内部，温度保持不变或温度上升时相对湿度将呈上升趋势，因此需要仅基于历史湿度值或者基于历史湿度值以及未来预设时刻的温度预测值预估未来预设时刻的湿度预测值，以防止在未来预设时刻的实际湿度值大于湿度需求阈值。

在一可实施的方案中，在上述基于历史湿度值以及未来预设时刻的温度预测值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值的基础上，为了更准确的得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值，如图3所示，风电机组的电气部件的湿度控制方法还包括：

步骤301、获取无源调湿装置的原始重量值和当前重量值。

具体地，周期性采集无源调湿装置的当前重量值，并且在每个周期内多次采集并取平均值作为该周期内的当前温度值。

本实施例中，通过电气部件中的重量传感器周期性采集无源调湿装置的当前重量值。通常采集无源调湿装置的当前重量值的采样周期大于采集电气部件的历史湿度值和历史温度值的采样周期，例如，采集电气部件的历史湿度值和历史温度值的采样周期可以是1小时采集一次，也可以是几个小时采集一次；采集无源调湿装置的当前重量值的采样周期可以是三天采集一次，也可以是一周采集一次。

步骤302、根据原始重量值以及当前重量值得到无源调湿装置已吸收的水蒸气重量值。

步骤303、根据电气部件内部空气中的初始水蒸气重量值、电气部件内部空气中的当前水蒸气重量值以及无源调湿装置已吸收的水蒸气重量值得到单位时间外界进入电气部件内部的总水蒸气重量值。本实施例中，根据初始温度值、初始湿度值，采用包括不限于查表法得到初始条件下单位体积的饱和水蒸气含量值。

根据未来预设时刻的温度预测值、湿度需求目标值，采用包括不限于查表法得到未来预设时刻理想条件下的单位体积的饱和水蒸气含量值。

当前条件下的单位体积的饱和水蒸气含量以及初始条件下的单位体积的饱和水蒸气含量分别与电气部件内部空白体积值相乘，分别得到电气部件内部空气中的当前水蒸气重量值(即当前条件下电气部件内部空气中的水蒸气重量值)、电气部件内部空气中的初始水蒸气重量值(即初始条件下电气部件内部空气中的水蒸气重量值)、电气部件内部空气中的未来预设时刻水蒸气重量值(即未来预设时刻理想条件下的电气部件内部空气中的水蒸气重量值)。

本实施例中，得到单位时间外界进入电气部件内部的总水蒸气重量值的计算公式为：

wt_unit＝(g1+g2-g3)/time_step*i

其中，wt_unit为单位时间外界进入电气部件内部的总水蒸气重量值；g1为电气部件内部空气中的当前水蒸气重量值；g2为无源调湿装置已吸收的水蒸气重量值；g3为电气部件内部空气中的初始水蒸气重量值；time_step为采样周期；i为采样次数。

步骤304、根据总水蒸气重量值得到无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值。

本实施例中，得到无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值的计算公式为：

dehu_pred＝wt_unit*time_step*i+g3-g4

其中，dehu_pred为无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值；g4为电气部件内部空气中的未来预设时刻水蒸气重量值。

步骤305、根据湿度需求目标值、未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值、电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值以及未来预设时刻的温度预测值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值。

本实施例中，得到电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值的计算公式为：

a＝(wt_unit*time_step*i+g3-dehu_max)/v_cambinet

其中，a为电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值；dehu_max为无源调湿装置可吸收水蒸气的最大重量值；v_cambinet为电气部件的有效体积。

本实施例中，步骤305具体包括：当无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值小于等于无源调湿装置可吸收水蒸气的最大重量值时，电气部件在未来预设时刻的湿度预测值等于湿度需求目标值。湿度需求目标值是使用无源调湿装置后，期望达到的电气部件的湿度值。

当无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值大于无源调湿装置可吸收水蒸气的最大重量值时，根据电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值、未来预设时刻的温度预测值，采用包括但不限于查表法得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值。

本实施例中，温湿度传感器和重量传感器通常采用锂电池供电的无线传感器。

本实施例还可以周期性的采集温湿度传感器和重量传感器中锂电池的储能容量和使用寿命，以便及时更换锂电池，从而避免影响温湿度传感器和重量传感器的正常工作。需要说明的是，采集温湿度传感器和重量传感器中锂电池的储能容量和使用寿命的周期可以是一个月采集一次，也可以是几个月采集一次。

本实施例中，可以根据电气部件的湿度需求、温度需求以及有效容积、密封性和维护频次等得到无源调湿装置的选型计算结果，该选型计算结果包括但不限于数量、规格、安全系数等；通常电气部件相对湿度需求≤60％、温度需求≤60℃、有效容积为30％至70％、防护等级不小于ip54，且在风电机组不上电时维护频次低，通常取1.5倍安全系数。

本实施例中，根据获取的电气部件的历史湿度值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值，再根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制，以使得电气部件在未来预设时刻的实际湿度值满足预设条件，实现了对电气部件在未来预设时刻的湿度值的预测以及基于未来预设时刻的湿度预测值实现了对电气部件的控制，方便了风电机组的维护，满足了风电机组的电气部件湿度的控制需求。

实施例2

如图4所示，本实施例的风电机组的电气部件的湿度控制系统包括第一获取模块1、第一计算模块2和控制模块3。

第一获取模块1用于获取电气部件的历史湿度值。

具体地，周期性采集电气部件的历史湿度值，并且在每个周期内多次采集并取平均值作为该周期内的历史湿度值。本实施例中通常获取的是电气部件的历史相对湿度值。

本实施例中，通过电气部件中的温湿度传感器周期性采集电气部件的历史湿度值，采样周期为time_step、每次采样时采集i次数据；通常，采样周期time_step≥1小时，每次采集次数i≥3，并取i次的平均值作为本次采样的有效值。根据实际情况设置采样周期的时间以及采集次数，此处不做具体限定。

第一计算模块2用于根据历史湿度值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值。

本实施例中，根据已获取的电气部件的历史湿度值，采用包括但不限于最小二乘法拟合，得到当前n个采样周期之后的k个周期的相对湿度预测值rh_pred(n+k)。

本实施例中，最小二乘法拟合的过程如下：

rh_pred(n+k)＝f(n+k,time_step,a,b)

其中，ei为输入参数数值的偏差；rhi为第i次采样获得的电气部件的历史湿度值；a、b分别为f(i，time_step)通过最小二乘法拟合确定的参数；rh_pred(n+k)为预测得到的当前n个采样周期之后的k个周期的相对湿度预测值。

控制模块3用于根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制，以使得电气部件在未来预设时刻的实际湿度值满足预设条件。

本实施例中，电气部件中设有无源调湿装置，而风电机组的电气部件是指风机机组内的所有电气部件；电气部件包括但不限于发电机、主控电气柜、变桨电气柜、变流电气柜等，即需为风机机组内的所有电气部件均设置无源调湿装置，例如为发电机、主控电气柜、变桨电气柜、变流电气柜等分别设置无源调湿装置，以保证电气部件不发生短路、绝缘损坏或锈蚀。需要说明的是，在电气部件内部放置无源调湿装置时，在均匀分布的前提下，优先放置在通风孔、散热窗处。

本实施例中采用可循环使用的环保型无源调湿装置，该无源调湿装包括但不限于高吸水聚合物、可呼吸材料、复合纤维材料等，例如采用可循环使用的环保型高吸水聚合物作为无源调湿装置。

本实施例中，控制模块3用于在根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制时，给出预测的维护建议及预警，该预测的维护建议及预警包括但不限于无源调湿装置的更换周期建议值、及电气部件的密封性检查意见。

控制模块3具体用于若未来预设时刻的湿度预测值大于湿度需求阈值，则发出第一预警信息，第一预警信息用于提醒在未来预设时刻之前更换电气部件的无源调湿装置，以使得在未来预设时刻的实际湿度值不大于湿度需求阈值。

优选地，本实施例中根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制具体包括：在未来预设时刻的实际湿度值大于湿度需求阈值前，更换电气部件的无源调湿装置。本实施例中湿度需求阈值优选60％，湿度需求阈值是电气部件无法接受、可能失效的湿度上限值。

本实施例中，还可以在无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值等于无源调湿装置饱和水蒸气重量值前，需更换无源调湿装置。

本实施例中，控制模块3用于在根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制时，给出电气部件的密封性检查意见的情况如下：

控制模块3具体用于若有两个相同电气部件之间在同一历史时刻的历史湿度值的差值超过预设阈值或在同一未来预设时刻的湿度预测值的差值超过预设阈值，则发出第二预警信息，第二预警信息用于提醒检查并提高湿度预测值较大的电气部件的密封性，以使得差值小于预设阈值。

优选地，本实施例中根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制具体还包括：若任意两个相同电气部件之间在同一历史时刻的历史湿度值的差值超过预设阈值或在同一未来预设时刻的湿度预测值的差值超过预设阈值，则需要检查并提高湿度预测值较大的电气部件的密封性。

本实施例中，对于相同规格的多个电气部件，当其历史湿度值的变化趋势不相同时，还可以检查除了湿度值上升最小的一个电气部件之外的其他电气部件的密封性。

本实施例中，为减少外部水蒸气进入电气部件，提高调湿效率，通常采用密封组件对电气部件进行密封处理，密封组件包括但不限于防水胶带、防水包装纸、塑料薄膜等；例如本实施例采用防水胶带将电气部件的通风孔、散热窗等临时密封，以减少外部水蒸气进入电气部件，从而提高调湿效率。

在一可实施的方案中，在上述第一计算模块2基于历史湿度值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值的基础上，为了较准确的得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值，如图4所示，风电机组的电气部件的湿度控制系统还包括第二获取模块4和第二计算模块5。

第二获取模块4用于获取电气部件的历史温度值。

具体地，周期性采集电气部件的历史温度值，并且在每个周期内多次采集并取平均值作为该周期内的历史温度值。

本实施例中，通过电气部件中的温湿度传感器周期性的同时采集电气部件的历史湿度值和历史温度值。即采集电气部件的历史温度值的采样周期和采集次数与采集电气部件的历史温度值的采样周期和采集次数相同。

本实施例中，采用移动式无线装置接收并存储温湿度传感器采集、上传的电气部件的历史相对湿度值和历史温度值；

rh＝rh(1,2…n)；temp＝temp(1,2…n)；

其中，rh为已获取的电气部件的历史相对湿度值；rh(n)为第n个采样周期最新获取的电气部件的相对湿度值；temp为已采样获取的电气部件的历史温度值；temp(n)为第n个采样周期最新获取的电气部件的温度值。

第二计算模块5用于根据历史温度值得到电气部件在未来预设时刻的温度预测值。

本实施例中，根据已获取的电气部件的历史温度值temp，采用最小二乘法拟合，得到当前n个采样周期之后的k个周期的温度预测值temp_pred(n+k)。

第一计算模块2具体用于根据历史湿度值以及未来预设时刻的温度预测值得到电气部件在未来预设时刻(即该未来预设时刻为当前n个采样周期之后的k个周期)的湿度预测值。

本实施例中，根据已获取的电气部件的历史相对湿度rh、温度预测值temp_pred(n+k)，采用最小二乘法拟合，得到当前n个采样周期之后的k个周期的相对湿度预测值rh_pred(n+k)。

本实施例中，在正常工况下，采用无源调湿装置的风电机组电气部件，其相对湿度保持稳定，即无源调湿装置在理想工作状态下，电气部件内部的湿度将被控制在湿度需求目标值以下，该湿度需求目标值小于湿度需求阈值。

当无源调湿装置吸湿率达到上限时(通常上限是达到无源调湿装置自身重量的30％，也可以设置为其他数值)，无源调湿装置就无法吸收空气中的水蒸气，此时因外界的水蒸气进入电气部件内部，温度保持不变或温度上升时相对湿度将呈上升趋势，因此需要仅基于历史湿度值或者基于历史湿度值以及未来预设时刻的温度预测值预估未来预设时刻的湿度预测值，以防止在未来预设时刻的实际湿度值大于湿度需求阈值。

在一可实施的方案中，在上述第一计算模块2基于历史湿度值以及未来预设时刻的温度预测值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值的基础上，为了更准确的得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值，如图4所示，风电机组的电气部件的湿度控制系统还包括第三获取模块6、第三计算模块7、第四计算模块8和第五计算模块9。

第三获取模块6用于获取无源调湿装置的原始重量值和当前重量值。

具体地，周期性采集无源调湿装置的当前重量值，并且在每个周期内多次采集并取平均值作为该周期内的当前温度值。

本实施例中，通过电气部件中的重量传感器周期性采集无源调湿装置的当前重量值。通常采集无源调湿装置的当前重量值的采样周期大于采集电气部件的历史湿度值和历史温度值的采样周期，例如，采集电气部件的历史湿度值和历史温度值的采样周期可以是1小时采集一次，也可以是几个小时采集一次；采集无源调湿装置的当前重量值的采样周期可以是三天采集一次，也可以是一周采集一次。

第三计算模块7用于根据原始重量值以及当前重量值得到无源调湿装置已吸收的水蒸气重量值。

第四计算模块8用于根据电气部件内部空气中的初始水蒸气重量值、电气部件内部空气中的当前水蒸气重量值以及无源调湿装置已吸收的水蒸气重量值得到单位时间外界进入电气部件内部的总水蒸气重量值。

本实施例中，根据初始温度值、初始湿度值，采用包括不限于查表法得到初始条件下单位体积的饱和水蒸气含量值。

根据未来预设时刻的温度预测值、湿度需求目标值，采用包括不限于查表法得到未来预设时刻理想条件下的单位体积的饱和水蒸气含量值。

当前条件下的单位体积的饱和水蒸气含量以及初始条件下的单位体积的饱和水蒸气含量分别与电气部件内部空白体积值相乘，分别得到电气部件内部空气中的当前水蒸气重量值(即当前条件下电气部件内部空气中的水蒸气重量值)、电气部件内部空气中的初始水蒸气重量值(即初始条件下电气部件内部空气中的水蒸气重量值)、电气部件内部空气中的未来预设时刻水蒸气重量值(即未来预设时刻理想条件下的电气部件内部空气中的水蒸气重量值)。

本实施例中，得到单位时间外界进入电气部件内部的总水蒸气重量值的计算公式为：

wt_unit＝(g1+g2-g3)/time_step*i

其中，wt_unit为单位时间外界进入电气部件内部的总水蒸气重量值；g1为电气部件内部空气中的当前水蒸气重量值；g2为无源调湿装置已吸收的水蒸气重量值；g3为电气部件内部空气中的初始水蒸气重量值；time_step为采样周期；i为采样次数。

第五计算模块9用于根据总水蒸气重量值得到无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值。

本实施例中，得到无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值的计算公式为：

dehu_pred＝wt_unit*time_step*i+g3-g4

其中，dehu_pred为无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值；g4为电气部件内部空气中的未来预设时刻水蒸气重量值。

第一计算模块2具体用于根据湿度需求目标值、未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值、电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值以及未来预设时刻的温度预测值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值。

本实施例中，得到电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值的计算公式为：

a＝(wt_unit*time_step*i+g3-dehu_max)/v_cambinet

其中，a为电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值；dehu_max为无源调湿装置可吸收水蒸气的最大重量值；v_cambinet为电气部件的有效体积。

本实施例中，第一计算模块2具体用于当无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值小于等于无源调湿装置可吸收水蒸气的最大重量值时，电气部件在未来预设时刻的湿度预测值等于湿度需求目标值。湿度需求目标值是使用无源调湿装置后，期望达到的电气部件的湿度值。

第一计算模块2具体还用于当无源调湿装置在未来预设时刻吸收的水蒸气重量预测值大于无源调湿装置可吸收水蒸气的最大重量值时，根据电气部件在未来预设时刻的单位体积的饱和水蒸气含量值、未来预设时刻的温度预测值，采用包括但不限于查表法得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值。

本实施例中，温湿度传感器和重量传感器通常采用锂电池供电的无线传感器。

本实施例还可以周期性的采集温湿度传感器和重量传感器中锂电池的储能容量和使用寿命，以便及时更换锂电池，从而避免影响温湿度传感器和重量传感器的正常工作。需要说明的是，采集温湿度传感器和重量传感器中锂电池的储能容量和使用寿命的周期可以是一个月采集一次，也可以是几个月采集一次。

本实施例中，可以根据电气部件的湿度需求、温度需求以及有效容积、密封性和维护频次等得到无源调湿装置的选型计算结果，该选型计算结果包括但不限于数量、规格、安全系数等；通常电气部件相对湿度需求≤60％、温度需求≤60℃、有效容积为30％至70％、防护等级不小于ip54，且在风电机组不上电时维护频次低，通常取1.5倍安全系数。

本实施例中，根据获取的电气部件的历史湿度值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值，再根据未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制，以使得电气部件在未来预设时刻的实际湿度值满足预设条件，实现了对电气部件在未来预设时刻的湿度值的预测以及基于未来预设时刻的湿度预测值实现了对电气部件的控制，方便了风电机组的维护，满足了风电机组的电气部件湿度的控制需求。

实施例3

如图5所示，本实施例的风电机组的电气部件的湿度控制系统是对实施例2的进一步改进，具体地：

风电机组的电气部件的湿度控制系统包括第一获取模块1、第一计算模块2、控制模块3、第二获取模块4、第二计算模块5、第三获取模块6、第三计算模块7、第四计算模块8、第五计算模块9和电气部件10；电气部件10包括无源调湿装置100、温湿度传感器101和重量传感器102。

本实施例中，风电机组的电气部件的湿度控制系统在具体实施过程中，温湿度传感器101将采集的电气部件的历史湿度值和历史温度值分别上传至第一获取模块1和第二获取模块4；重量传感器102将采集的无源调湿装置100的原始重量值和当前重量值均上传至第三获取模块6，第一获取模块1和第二获取模块4分别获取得到的电气部件的历史湿度值和历史温度值以及第三获取模块6获取得到的无源调湿装置100的原始重量值和当前重量值基于第二计算模块5、第三计算模块7、第四计算模块8、第五计算模块9以及第一计算模块2的计算，最终得到未来预设时刻的温度预测值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值，控制模块3基于未来预设时刻的温度预测值得到电气部件在未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制(即提醒提醒在未来预设时刻之前更换电气部件的无源调湿装置或者提醒检查并提高湿度预测值较大的电气部件的密封性)，实现了基于未来预设时刻的湿度预测值对电气部件进行控制，方便了风电机组的维护。

实施例4

图6为本发明实施例4提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备包括存储器、处理器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实施例1的风电机组的电气部件的湿度控制方法。图6显示的电子设备30仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，电子设备30可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备30的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器31、上述至少一个存储器32、连接不同系统组件(包括存储器32和处理器31)的总线33。

总线33包括数据总线、地址总线和控制总线。

存储器32可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(ram)321和/或高速缓存存储器322，还可以进一步包括只读存储器(rom)323。

存储器32还可以包括具有一组(至少一个)程序模块324的程序/实用工具325，这样的程序模块324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

处理器31通过运行存储在存储器32中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如本发明实施例1的风电机组的电气部件的湿度控制方法。

电子设备30也可以与一个或多个外部设备34(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口35进行。并且，模型生成的设备30还可以通过网络适配器36与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图6所示，网络适配器36通过总线33与模型生成的设备30的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的设备30使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。

实施例5

本实施例提供了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实施例1所提供的风电机组的电气部件的湿度控制方法的步骤。

其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。

在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行实现实施例1所述的风电机组的电气部件的湿度控制方法中的步骤。

其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。