一种基于风电机组变压器的功率控制方法及系统与流程

本发明涉及风电机组功率控制的，尤其是指一种基于风电机组变压器的功率控制方法及系统。

背景技术：

1、目前海上风电机组容量达到10mw以上，因油浸式变压器体积小，过载能力强的优点，风电机组普遍开始采用油浸式变压器。

2、其中海上风电机组的油浸式变压器散热方式主要有两种，采用强迫油循环强迫水冷或者强迫油循环强迫风冷，当变压器散热系统发生故障时，风电机组为了防止变压器绕组过热而损坏变压器，通常会停机。如果此时遭遇大风天气，运行维护人员无法出海处理变压器故障，会导致风电机组存在较大电量损失。因此在变压器散热器故障的情况下，能够调整风电机组的发电功率且确保变压器的绕组温度处于安全范围则尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种基于风电机组变压器的功率控制方法及系统，通过检测变压器散热系统的运行状态，评估变压器绕组最高点的温度，调整风电机组的发电功率。

2、本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于风电机组变压器的功率控制方法，包括以下步骤：

3、s1、实时监控变压器的散热系统的运行状态，若运行状态处于正常状态，则不对功率进行限制，若运行状态处于异常状态，则进入步骤s2；

4、s2、判断散热系统的异常模式，所述散热系统的异常模式包括油泵故障模式、风扇故障模式以及油泵和风扇同时故障模式；

5、s3、若判断为油泵故障模式或风扇故障模式，则进行相应的限功率计算，从而控制风电机组限功率运行；若判断为油泵和风扇同时故障模式，则对风电机组进行停机。

6、进一步，所述步骤s1包括：

7、由风电机组控制系统实时监控变压器的散热系统的运行状态，其中所述运行状态包括油泵电机的马达保护开关和接触器的运行状态、外置散热器散热风扇电机马达保护开关状态和接触器的运行状态；若运行状态处于正常状态，则不对功率进行限制，若运行状态处于异常状态，则进入步骤s2。

8、进一步，所述步骤s2包括：

9、由风电机组控制系统判断散热系统的异常模式，所述散热系统的异常模式包括油泵故障模式、风扇故障模式以及油泵和风扇同时故障模式；

10、其中，若油泵电机的马达保护开关和接触器不处于正常运行状态，则判断进入油泵故障模式；若外置散热器散热风扇电机马达保护开关状态和接触器不处于正常运行状态，则进入风扇故障模式；若油泵电机的马达保护开关和接触器以及外置散热器散热风扇电机马达保护开关状态和接触器均不处于正常运行状态，则进入油泵和风扇同时故障模式。

11、进一步，所述步骤s3包括：

12、若判断进入油泵故障模式，则执行以下操作：

13、评估油泵故障前变压器绕组的热点温度，评估故障前30s的变压器绕组热点温度，对变压器绕组预先设置光纤传感器，用于测量绕组的最高温度tr，根据绕组的热点温度采用预设的功率级数表对应的负载系数进行功率限制，其中：

14、绕组热点温度tr在tr＞t2时，风电机组停机；

15、绕组热点温度tr在t1＜tr≤t2时，风电机组采用预设的负载系数1进行功率限制。

16、进一步，所述步骤s3包括：

17、若判断进入风扇故障模式，则执行以下操作：

18、评估风扇故障前变压器绕组的热点温度，评估故障前30s的变压器绕组热点温度，对变压器绕组预先设置光纤传感器，用于测量绕组的最高温度tr，根据绕组的热点温度采用预设的功率级数表对应的负载系数进行功率限制：

19、绕组热点温度tr在tr＜t3时，风电机组采用预设的负载系数2进行功率限制；

20、绕组热点温度tr在t3＜tr≤t4时，风电机组采用预设的负载系数3进行功率限制；

21、绕组热点温度tr在t4＜tr≤t5时，风电机组采用预设的负载系数4进行功率限制；

22、绕组热点温度tr在tr＞t5时，风电机组停机。

23、进一步，所述功率级数表是通过对变压器进行温升试验，针对温升试验的各个时间段设置对应的负载系数而成，各个时间段所对应的负载系数均能使变压器绕组的热点温度在预设的安全温度范围内波动，从而能够通过各个负载系数进行功率限制。

24、一种基于风电机组变压器的功率控制系统，用于实现上述基于风电机组变压器的功率控制方法，包括：

25、风电机组控制系统、风电机组功率采集系统、光纤绕组温度计、油泵电机的马达保护开关、油泵电机的接触器、散热风扇电机马达保护开关以及散热风扇电机的接触器；所述风电机组控制系统分别与风电机组功率采集系统、光纤绕组温度计、油泵电机的马达保护开关、油泵电机的接触器、散热风扇电机马达保护开关以及散热风扇电机的接触器通讯连接。

26、进一步，所述光纤绕组温度计设置在风电机组的变压器内，所述变压器为油浸式变压器。

27、一种存储有指令的非暂时性计算机可读介质，当所述指令由处理器执行时，执行根据上述基于风电机组变压器的功率控制方法的步骤。

28、一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述基于风电机组变压器的功率控制方法。

29、本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

30、本发明能够实现风电机组在检测到变压器散热系统异常时，通过散热系统的运行状态和变压器油面温度，计算变压器的绕组温度，并根据绕组温控制风电机组的功率，从而保证风电机组在散热系统出现故障时能在保护变压器不超温的情况下增加风电机组的发电量，提升风电机组的经济效益。

技术特征：

1.一种基于风电机组变压器的功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于风电机组变压器的功率控制方法，其特征在于，所述步骤s1包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于风电机组变压器的功率控制方法，其特征在于，所述步骤s2包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于风电机组变压器的功率控制方法，其特征在于，所述步骤s3包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于风电机组变压器的功率控制方法，其特征在于，所述步骤s3包括：

6.根据权利要求4或5所述的一种基于风电机组变压器的功率控制方法，其特征在于，所述功率级数表是通过对变压器进行温升试验，针对温升试验的各个时间段设置对应的负载系数而成，各个时间段所对应的负载系数均能使变压器绕组的热点温度在预设的安全温度范围内波动，从而能够通过各个负载系数进行功率限制。

7.一种基于风电机组变压器的功率控制系统，其特征在于，用于实现权利要求1-6任一项所述基于风电机组变压器的功率控制方法，包括：

8.根据权利要求7所述的一种风电机组变压器功率控制系统，其特征在于：所述光纤绕组温度计设置在风电机组的变压器内，所述变压器为油浸式变压器。

9.一种存储有指令的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，当所述指令由处理器执行时，执行根据权利要求1-6任一项所述基于风电机组变压器的功率控制方法的步骤。

10.一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现权利要求1-6任一项所述基于风电机组变压器的功率控制方法。

技术总结本发明公开了一种基于风电机组变压器的功率控制方法及系统，该方法包括：实时监控变压器的散热系统的运行状态，若运行状态处于正常状态，则不对功率进行限制，若运行状态处于异常状态，则判断散热系统的异常模式，所述散热系统的异常模式包括油泵故障模式、风扇故障模式以及油泵和风扇同时故障模式；若判断为油泵故障模式或风扇故障模式，则进行相应的限功率计算，从而控制风电机组限功率运行；若判断为油泵和风扇同时故障模式，则对风电机组进行停机；本发明能够实现风电机组在检测到变压器散热系统异常时，根据绕组温控制风电机组的功率，从而保证能在保护变压器不超温的情况下增加风电机组发电量。技术研发人员：汪奎,刘文亮,沈景超,曾越,唐彬伟受保护的技术使用者：明阳智慧能源集团股份公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13