專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流器所用制動(dòng)電阻的溫度預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，尤其是其上的制動(dòng)機(jī)組變流器所用制動(dòng)電阻溫度預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
I.傳統(tǒng)感溫元件測溫PT100作為一種常用的測溫元件，材質(zhì)為鉬金屬，其測量溫度的原理是當(dāng)PTlOO上的溫度變化時(shí)，其阻值發(fā)生正比的變化，利用這一特性，可以用來測量溫度的變化，使用PTioo進(jìn)行測量制動(dòng)電阻的溫度是可行的，但是當(dāng)制動(dòng)電阻的溫度在幾百毫秒內(nèi)上升數(shù)百度時(shí)，PTioo存在溫度測量滯后的問題，即連接在制動(dòng)電阻上的PTlOO需要一定時(shí)間才能達(dá)到制動(dòng)電阻的溫度，使用PTioo測溫系統(tǒng)不能達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測制動(dòng)電阻溫度的要求。
2.制動(dòng)電阻溫度預(yù)測技術(shù)針對(duì)于PT100的溫度滯后問題，通過制動(dòng)電阻上的電壓、電流，基于熱對(duì)流公式和熱輻射公式和熱傳導(dǎo)公式(由于公式是現(xiàn)有技術(shù)，在此不必贅述)，可以計(jì)算得出制動(dòng)電阻上的能量增量，進(jìn)而可以實(shí)時(shí)監(jiān)測制動(dòng)電阻的溫度。制動(dòng)電阻投入工作時(shí)是一個(gè)發(fā)熱體，其上加載直流電壓，產(chǎn)生直流電流，此直流電壓和直流電流通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流器自帶的采樣系統(tǒng)得到，無需增加電壓電流的采樣系統(tǒng)，每個(gè)采樣周期內(nèi)直流電壓和直流電流產(chǎn)生的熱量可以通過計(jì)算得到，制動(dòng)電阻單位時(shí)間的散熱量根據(jù)熱對(duì)流、熱傳導(dǎo)和熱輻射公式可以計(jì)算得到，這樣在第k采樣周期前制動(dòng)電阻的能量增量可以計(jì)算得出，再根據(jù)比熱公式可以計(jì)算得到第k采樣周期制動(dòng)電阻上的溫升，制動(dòng)電阻的溫升加上環(huán)境溫度為制動(dòng)電阻的溫度。采用PT100測量制動(dòng)電阻的溫度時(shí)，PT100的溫度在時(shí)間上會(huì)滯后于發(fā)熱體的溫度，這樣使用PTioo進(jìn)行測溫時(shí)，不能得到溫度的實(shí)時(shí)值，PT100測量的溫度滯后于發(fā)熱體溫度一段時(shí)間。制動(dòng)電阻溫度的測量要求實(shí)時(shí)性較高，因?yàn)橹苿?dòng)電阻的溫度在幾秒內(nèi)就能達(dá)到數(shù)百度，如果溫度測量滯后，會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)電阻過溫?zé)龤А?br>
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流器所用制動(dòng)電阻組所用制動(dòng)電阻的溫度預(yù)測方法，實(shí)時(shí)采集的制動(dòng)電阻上的電壓電流信號(hào)，并結(jié)合熱輻射、熱對(duì)流和熱傳導(dǎo)公式，對(duì)制動(dòng)電阻的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)估算，以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測制動(dòng)電阻的溫度。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流器所用制動(dòng)電阻的溫度預(yù)測方法，包括如下步驟
a、計(jì)算出制動(dòng)電阻吸收的能量，即制動(dòng)電阻上電壓電流做功產(chǎn)生的熱量，熱量公式為P=u(t)*i(t)，其中，P為熱量，u (t)為電壓，i (t)為電流，t為時(shí)間；
再通過計(jì)算機(jī)離散系統(tǒng)的進(jìn)行離散處理后，對(duì)k個(gè)采樣周期內(nèi)做功的熱量求和，得出制動(dòng)電阻上因?yàn)殡妷弘娏髯龉Ξa(chǎn)生的制動(dòng)電阻吸收的總熱量；
b、計(jì)算制動(dòng)電阻釋放的總能量，包括熱對(duì)流散發(fā)的熱量、熱輻射散發(fā)的熱量和熱傳導(dǎo)散發(fā)的熱量；通過熱對(duì)流公式、熱輻射公式和熱傳導(dǎo)公式計(jì)算后，再進(jìn)行離散化處理，并對(duì)k個(gè)采樣周期內(nèi)散發(fā)的總熱量進(jìn)行求和，得出在k個(gè)采樣周期內(nèi)，制動(dòng)電阻通過熱對(duì)流、熱輻射和熱傳導(dǎo)散發(fā)的制動(dòng)電阻釋放的總能量總和；
C、在第k個(gè)采樣周期內(nèi)，得到的所述制動(dòng)電阻吸收的總能量和所述制動(dòng)電阻釋放的總能量，即可求出制動(dòng)電阻第k個(gè)采樣周期內(nèi)能量的增量，通過比熱公式，即可求出制動(dòng)電阻的溫升，此溫升加上環(huán)境溫度得到制動(dòng)電阻的溫度。本發(fā)明達(dá)到的技術(shù)效果如下
I、節(jié)省成本本發(fā)明中制動(dòng)電阻溫度預(yù)測方法，省去了溫度傳感器和采樣計(jì)算系統(tǒng)，可以大幅降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的成本。屬于要求省略發(fā)明。2、制動(dòng)電阻實(shí)時(shí)保護(hù)，本發(fā)明中制動(dòng)電阻溫度預(yù)測方法，消除了溫度測量的滯后，可以起到實(shí)時(shí)保護(hù)制動(dòng)電阻，防止制動(dòng)電阻過溫?zé)龤А?br> 具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流器所用制動(dòng)電阻機(jī)組所用制動(dòng)電阻的溫度預(yù)測方法，原理為其具有電壓電流做功產(chǎn)生的熱量、熱對(duì)流散發(fā)的熱量、熱輻射散發(fā)的熱量和熱傳導(dǎo)散發(fā)的熱量。根據(jù)能量守恒定律，制動(dòng)電阻的溫升由其上的能量變化決定，即制動(dòng)電阻吸收能量大于通過熱對(duì)流等方式釋放的能量時(shí)，制動(dòng)電阻的溫升增加，反之溫升下降。通過能量變化和溫升的這一關(guān)系，在計(jì)算機(jī)離散系統(tǒng)內(nèi)，只要在第k個(gè)采樣周期計(jì)算得出第k采樣周期前制動(dòng)電阻上能量增量的總和，即可求出第k采樣周期制動(dòng)電阻的溫升，在k時(shí)刻計(jì)算得出制動(dòng)電阻上的能量增量，即可求出制動(dòng)電阻的溫升，制動(dòng)電阻的溫升加上環(huán)境溫度得到制動(dòng)電阻的溫度。通過計(jì)算機(jī)離散控制系統(tǒng)，對(duì)第k采樣周期前的電壓電流做功產(chǎn)生的熱量、熱對(duì)流散發(fā)的熱量、熱輻射散發(fā)的熱量和熱傳導(dǎo)散發(fā)的熱量進(jìn)行求和，即可得出在第k個(gè)采樣周期能量的增量，通過比熱公式，即可計(jì)算得出制動(dòng)電阻上的溫升，此溫升加上環(huán)境溫度為制動(dòng)電阻的溫度。本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流器所用制動(dòng)電阻的溫度預(yù)測方法，包括具體如下步驟
a、計(jì)算出制動(dòng)電阻吸收的能量，即制動(dòng)電阻上電流電壓做功產(chǎn)生的熱量，熱量公式為P=u(t)*i(t)，其中，P為熱量，u (t)為電壓，i (t)為電流，t為時(shí)間；
再通過計(jì)算機(jī)離散系統(tǒng)的進(jìn)行離散處理后，對(duì)k個(gè)采樣周期內(nèi)做功的熱量求和，得出制動(dòng)電阻上因?yàn)殡妷弘娏髯龉Ξa(chǎn)生的制動(dòng)電阻吸收的總熱量；
b、計(jì)算制動(dòng)電阻釋放的總能量，包括熱對(duì)流散發(fā)的熱量、熱輻射散發(fā)的熱量和熱傳導(dǎo)散發(fā)的熱量；通過熱對(duì)流公式、熱輻射公式和熱傳導(dǎo)公式計(jì)算后，再進(jìn)行離散化處理，并對(duì)k個(gè)采樣周期內(nèi)散發(fā)的總熱量進(jìn)行求和，得出在k個(gè)采樣周期內(nèi)，制動(dòng)電阻通過熱對(duì)流、熱輻射和熱傳導(dǎo)散發(fā)的制動(dòng)電阻釋放的能量總和；
C、在第k個(gè)采樣周期內(nèi)，得到的所述制動(dòng)電阻吸收的總能量和所述制動(dòng)電阻釋放的總能量，即可求出制動(dòng)電阻第k個(gè)采樣周期內(nèi)能量的增量，通過比熱公式，即可求出制動(dòng)電阻的溫升，此溫升加上環(huán)境溫度得到制動(dòng)電阻的溫度?！?br> 本發(fā)明的溫度預(yù)測方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中PTlOO測溫時(shí)存在時(shí)間上的滯后問題，
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本 發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流器所用制動(dòng)電阻的溫度預(yù)測方法，其特征在于，包括如下步驟 a、計(jì)算出制動(dòng)電阻吸收的能量，即制動(dòng)電阻上電壓電流做功產(chǎn)生的熱量，熱量公式為P=u(t)*i(t)，其中，P為熱量，u(t)為電壓瞬時(shí)值，i (t)為電流瞬時(shí)值，t為時(shí)間； 再通過計(jì)算機(jī)離散系統(tǒng)的進(jìn)行離散處理后，對(duì)k個(gè)采樣周期內(nèi)做功的熱量求和，得出制動(dòng)電阻上因?yàn)殡妷弘娏髯龉Ξa(chǎn)生的制動(dòng)電阻吸收的總熱量； b、計(jì)算制動(dòng)電阻釋放的總能量，包括熱對(duì)流散發(fā)的熱量、熱輻射散發(fā)的熱量和熱傳導(dǎo)散發(fā)的熱量；通過熱對(duì)流公式、熱輻射公式和熱傳導(dǎo)公式計(jì)算后，再進(jìn)行離散化處理，并對(duì)k個(gè)采樣周期內(nèi)散發(fā)的總熱量進(jìn)行求和，得出在k個(gè)采樣周期內(nèi)，制動(dòng)電阻通過熱對(duì)流、熱輻射和熱傳導(dǎo)散發(fā)的制動(dòng)電阻釋放的總能量總和； C、在第k個(gè)采樣周期內(nèi)，得到的所述制動(dòng)電阻吸收的總能量和所述制動(dòng)電阻釋放的總·能量，即可求出制動(dòng)電阻第k個(gè)采樣周期內(nèi)能量的增量，通過比熱公式，即可求出制動(dòng)電阻的溫升，此溫升加上環(huán)境溫度得到制動(dòng)電阻的溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流器所用制動(dòng)電阻的溫度預(yù)測方法，包括的步驟為在第k時(shí)刻計(jì)算得出制動(dòng)電阻上的能量增量，即可通過比熱公式求出制動(dòng)電阻的溫升，制動(dòng)電阻的溫升加上環(huán)境溫度得到制動(dòng)電阻的溫度。通過計(jì)算機(jī)離散控制系統(tǒng)，對(duì)第k采樣周期前的電壓電流做功產(chǎn)生的熱量、熱對(duì)流散發(fā)的熱量、熱輻射散發(fā)的熱量和熱傳導(dǎo)散發(fā)的熱量進(jìn)行求和，即可得出在第k個(gè)采樣周期能量的增量，通過比熱公式，計(jì)算得出制動(dòng)電阻上的溫升，此溫升加上環(huán)境溫度為制動(dòng)電阻的溫度。本發(fā)明制動(dòng)電阻溫度預(yù)測方法，省去了溫度傳感器和采樣計(jì)算系統(tǒng)，降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的成本。屬于要求省略發(fā)明。并且消除了溫度測量的滯后，可以起到實(shí)時(shí)保護(hù)制動(dòng)電阻，防止制動(dòng)電阻過溫?zé)龤А?br> 文檔編號(hào)G01K3/10GK102914380SQ201210353798
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者高瑞, 蔣中川, 吳彥龍 申請(qǐng)人:北京天誠同創(chuàng)電氣有限公司