一种风电场的控制系统技术方案

一种风电场的控制系统，其包括：风电场能量控制系统，根据风电场的总功率限定值和单台风电机组的最小发电功率值，确定多台工作机组和多台待机机组；当多台工作机组中有任意一台工作机组发生温度超标时，关闭发生温度超标的工作机组，从多台待机机组中选中一台待机机组以替换发生温度超标的工作机组；当最后一台待机机组被选中时，并控制风电场集中换热系统处于低耗能工作模式，如果最后一台被选中的待机机组或者当前的任意一台工作机组发生温度超标时，控制将风电场集中换热系统切换至高耗能工作模式；风电场集中换热系统，在低耗能工作模式和高耗能工作模式之间切换工作模式，对发生温度超标的工作机组进行换热。

【技术实现步骤摘要】
一种风电场的控制系统
本专利技术涉及风力发电
，更具体为一种风电场的控制系统。
技术介绍
风力发电机组是一种将大自然中的风能转换为电能的设备，对应的电能属于绿色清洁能源。伴随着风力发电机组的机组容量日趋增加，机组自身各个子系统、部件的热损耗日益增加，据不完全统计，机组自身热损耗几乎占机组单机容量的约8％～10％，举例说明：如单机容量为10MW的机组，机组自身热损耗值高达将近1MW，由此可见热损耗值相当可观。巨大的热损耗直接带来的一个问题就是散热问题，如何高效地、快速地将机组自身发热散去，为机组营造舒适、良好的运行环境，成为当前风电行业内亟需解决的关键技术问题。由于近几年风电市场的快速成熟化，风电装机量大幅增加，区域消纳、并网输送等限制条件下带来了较为严重的弃风限电问题，导致多数区域在有风情况下机组不能满负荷运行。现有的温度控制冷却装置通常为一台发电机集成一套温控系统，这样成本较高，能耗高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种风电场的控制系统，以降低对风电场中多个风电机组的集中换热控制的能耗。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种风电场的控制系统，其包括：多台风电机组、风电场集中换热系统和风电场能量控制系统；所述风电场能量控制系统，与所述多台风电机组通信连接，用于根据风电场的总功率限定值和单台风电机组的最小发电功率值，确定多台工作机组和多台待机机组；当所述多台工作机组中有任意一台工作机组发生温度超标时，关闭所述发生温度超标的工作机组，并且从所述多台待机机组中选中一台待机机组以替换所述发生温度超标的工作机组；当最后一台待机机组被选中时，控制启动所述风电场集中换热系统，并控制所述风电场集中换热系统处于低耗能工作模式，如果最后一台被选中的待机机组或者当前的任意一台工作机组发生温度超标时，控制将所述风电场集中换热系统切换至高耗能工作模式；所述风电场集中换热系统，与所述风电场能量控制系统通信连接，并且通过循环管路与所述多台风电机组相连通，用于根据所述风电场能量控制系统的控制信号，在低耗能工作模式和高耗能工作模式之间切换工作模式，对发生温度超标的工作机组进行换热。在一些实施例中，所述风电机组包括：多个发热部件、多个发热部件对应配置的多个温度检测装置、主控制器和温度自学习控制器；多个温度检测装置，用于检测本风电机组包含的多个发热部件的多个实时测试温度值；主控制器，用于获取本风电机组的发电功率和发电时长；温度自学习控制器，用于根据本风电机组的发电功率和发电时长，确定本风电机组需要的换热量，并向所述风电场能量控制系统反馈本风电机组需要的换热量；以及，根据多个实时测试温度值和多个目标设定温度阈值，确定本风电机组是否发生温度超标，并向所述风电场能量控制系统上报；所述风电场能量控制系统，还用于根据多个温度自学习控制器反馈的换热量，确定总换热量，根据总换热量确定风电场集中换热系统工作于低耗能工作模式或高耗能工作模式。在一些实施例中，所述风电场集中换热系统包括：土壤或水、盘管、场群环境换热器、膨胀阀、压缩机、主循环路阀体、主循环旁路阀体、集中冷却设备间、泵体、多个分支回路阀体、集中换热系统控制器；压缩机、场群环境换热器和膨胀阀通过内部循环管路依序连通，所述场群环境换热器的底部设置有盘管，所述盘管与所述场群环境换热器连通，所述盘管置于土壤层或水内，集中冷却设备间，用于容纳场群环境换热器、膨胀阀、压缩机和集中换热系统控制器；集中换热系统控制器与膨胀阀、压缩机、主循环路阀体、主循环旁路阀体、泵体、以及多个分支回路阀体电连接，用于控制风电场集中换热系统在低耗能工作模式和高耗能工作模式之间切换工作模式；在低耗能工作模式，仅开启泵体、开启多个分支回路阀体、并且控制主循环旁路阀体使内部循环管路和外部循环管路隔离；在高耗能工模式下，内部循环管路和外部循环管路联通，并且控制开启压缩机和膨胀阀。在一些实施例中，所述盘管包括多个依次串联的热交换管道，所述热交换管道为铜制或者铝制的热交换管道，并且所述热交换管道的外壁上均匀设置有翅片，所述热交换管道与翅片之间一体成型。在一些实施例中，所述集中换热系统控制器，还用于根据总体的换热量控制主循环旁路阀体的开度和动力泵的循环流量。在一些实施例中，所述集中换热系统控制器，还用于根据每个风电机组所需换热量，实现对相应的分支回路阀体的开启、关闭、以及开度控制。在一些实施例中，所述风电机组还包括多个单机换热器，所述多个单机换热器设置于如下中的任意多个热源部件所处区域：变桨柜、机舱柜、发电机、齿轮箱、电控柜、变流柜、塔筒中电缆敷设区域。与现有技术相比，本专利技术实施例的有益效果包括：1)通过组合的方式，能够一次性的对多个风力发电机本体进行冷却，从而在使用时，方便对多个风力发电机本体进行集中控制；2)通过外置散热装置，方便对外部进行检修处理；3)与场群集控制相结合可进一步实现机组能量消耗的最小化，实现整场的节能；同时可提升单机、整场机组设备运行的可靠性。附图说明图1为本专利技术的实施例的结构示意图；图2是本专利技术实施例中的风电场的控制系统的示意图；图3是本专利技术实施例的基于温控的场级功率控制系统的示意图；图4是本专利技术实施例的风电场控制系统的工作原理流程图。附图标号说明：1-第一台风力发电机组；2-第二台风力发电机组；3-第三台风力发电机组；4-第N台风力发电机组；5-第一线路；6-第二线路；7-第三线路；8-第N线路；9-电网；10-机组1的内部换热器；11-机组2的内部换热器；12-机组N的内部换热器；13-压缩机；14-场群环境换热器；15-膨胀阀；16-集中换热设备间；17-土壤层或水；18-盘管；19-主循环路阀体；20-主循环旁路阀体；21-泵体；22-回路1阀体；23-回路2阀体；24-回路N阀体；25-集中换热系统控制器；26-风场中央控制室；27-风电场能量管理系统；28-通讯主线路；29-第N通讯线路；30-第2通讯线路；31-第1通讯线路。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。平原、戈壁、潮间带等风电场区域具有地势平摊、风机安装较为集中的特点，并且得天独厚的可以利用土壤、湖泊、海水等资源进行机组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电场的控制系统，其特征在于，包括：多台风电机组、风电场集中换热系统和风电场能量控制系统；/n所述风电场能量控制系统，与所述多台风电机组通信连接，用于根据风电场的总功率限定值和单台风电机组的最小发电功率值，确定多台工作机组和多台待机机组；当所述多台工作机组中有任意一台工作机组发生温度超标时，关闭所述发生温度超标的工作机组，并且从所述多台待机机组中选中一台待机机组以替换所述发生温度超标的工作机组；当最后一台待机机组被选中时，控制启动所述风电场集中换热系统，并控制所述风电场集中换热系统处于低耗能工作模式，如果最后一台被选中的待机机组或者当前的任意一台工作机组发生温度超标时，控制将所述风电场集中换热系统切换至高耗能工作模式；/n所述风电场集中换热系统，与所述风电场能量控制系统通信连接，并且通过循环管路与所述多台风电机组相连通，用于根据所述风电场能量控制系统的控制信号，在低耗能工作模式和高耗能工作模式之间切换工作模式，对发生温度超标的工作机组进行换热。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电场的控制系统，其特征在于，包括：多台风电机组、风电场集中换热系统和风电场能量控制系统；
所述风电场能量控制系统，与所述多台风电机组通信连接，用于根据风电场的总功率限定值和单台风电机组的最小发电功率值，确定多台工作机组和多台待机机组；当所述多台工作机组中有任意一台工作机组发生温度超标时，关闭所述发生温度超标的工作机组，并且从所述多台待机机组中选中一台待机机组以替换所述发生温度超标的工作机组；当最后一台待机机组被选中时，控制启动所述风电场集中换热系统，并控制所述风电场集中换热系统处于低耗能工作模式，如果最后一台被选中的待机机组或者当前的任意一台工作机组发生温度超标时，控制将所述风电场集中换热系统切换至高耗能工作模式；
所述风电场集中换热系统，与所述风电场能量控制系统通信连接，并且通过循环管路与所述多台风电机组相连通，用于根据所述风电场能量控制系统的控制信号，在低耗能工作模式和高耗能工作模式之间切换工作模式，对发生温度超标的工作机组进行换热。


2.根据权利要求1所述的风电场的控制系统，其特征在于，所述风电机组包括：多个发热部件、多个发热部件对应配置的多个温度检测装置、主控制器和温度自学习控制器；
多个温度检测装置，用于检测本风电机组包含的多个发热部件的多个实时测试温度值；
主控制器，用于获取本风电机组的发电功率和发电时长；
温度自学习控制器，用于根据本风电机组的发电功率和发电时长，确定本风电机组需要的换热量，并向所述风电场能量控制系统反馈本风电机组需要的换热量；以及，根据多个实时测试温度值和多个目标设定温度阈值，确定本风电机组是否发生温度超标，并向所述风电场能量控制系统上报；
所述风电场能量控制系统，还用于根据多个温度自学习控制器反馈的换热量，确定总换热量，根据总换热量确定风电场集中换热系统工作于低耗能工作模式或高耗能工作模式。


3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春波，符学龙，王延宗，黄睿，范媛媛，张亚兰，杜娟，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32