风电机组的自用电设备控制方法及装置与流程

1.本发明涉及风电机组自用电设备控制技术领域，具体地涉及一种风电机组的自用电设备控制方法、一种风电机组的自用电设备控制装置及一种机器可读存储介质。


背景技术：

2.风力发电作为非化石能源，正实现快速发展，行业将主要关注点集中在通过提高整机发电功率降低度电成本上，而对于整机自用电管理控制不够精细和智能化，除了整机传动链上的主要用电设备外，由于风电机组运行环境普遍比较恶劣，相关调温、调湿、照明、防火、监控等设备均需要配置，而风电机组主控系统设计之初并未充分考虑整机在不同运行工况下附属设备的投运和切出，机组内所有自用电设备无论风机在何种工况下都处于带电待运行状态，部分设备在机组停机状态下仍处于工作状态，电气部件长期带电，会加快触点和设备的老化速度，降低电气部件的使用寿命，而且设备故障不仅会导致备件消耗的增加，还会造成机组频繁停机，不仅增加自身用电耗能，更影响了整机发电量。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的是提供一种风电机组的自用电设备控制方法及装置，该风电机组的自用电设备控制方法及装置用以解决上述的自用电设备无论风电机组在何种工况下都处于带电待运行状态，电气部件长期带电，加快触点和设备老化，降低电气部件使用寿命，设备故障高，导致备件消耗增加，造成机组频繁停机，增加自身用电耗能，影响整机发电量的问题。
4.为了实现上述目的，本发明实施例提供一种风电机组的自用电设备控制方法，包括：
5.获取风电机组运行状态，以及自用电设备所处的环境参数，所述自用电设备至少包括第一类自用电设备和第二类自用电设备；
6.基于所述风电机组运行状态，确定各自用电设备的投切状态，所述投切状态包括设备投入状态和设备切除状态；
7.基于所述风电机组运行状态和所述环境参数，确定处于设备投入状态的第一类自用电设备的设备运行限值；基于所述环境参数，确定处于设备投入状态的第二类自用电设备的设备运行限值；
8.基于自用电设备的投切状态，对各自用电设备进行运行控制；或者基于自用电设备的投切状态和设备运行限值，对各自用电设备进行运行控制。
9.可选的，所述自用电设备至少包括：调温设备、调湿设备和照明设备；
10.所述第一类自用电设备包括：调温设备；
11.所述第二类自用电设备包括：调湿设备和照明设备。
12.可选的，所述风电机组运行状态包括：停机状态、待机状态、启动状态、并网状态、停机过程和维护状态。
13.可选的，环境温度值、环境湿度值和环境亮度值。
14.可选的，基于所述风电机组运行状态，确定各自用电设备的投切状态，包括：
15.若所述风电机组运行状态为停机状态或待机状态，则确定所述调温设备、所述调湿设备和所述照明设备为设备切除状态；
16.若所述风电机组运行状态为启动状态、并网状态、停机过程中的任一种，则确定所述照明设备为设备切除状态，所述调温设备和所述调湿设备为设备投入状态；
17.若所述风电机组运行状态为维护状态，则确定所述调温设备和所述调湿设备为设备切除状态，所述照明设备为设备投入状态。
18.可选的，所述第一类自用电设备为调温设备；基于所述风电机组运行状态和所述环境参数，确定处于设备投入状态的第一类自用电设备的设备运行限值，包括：
19.若所述风电机组运行状态为启动状态且所述调温设备所处的环境温度值大于预设温度值，确定所述调温设备的设备运行限值为第一预设功率，若所述风电机组运行状态为启动状态且所述调温设备所处的环境温度值小于等于预设温度值，确定所述调温设备的设备运行限值为第二预设功率；
20.若所述风电机组运行状态为并网状态且所述调温设备所处的环境温度值大于预设温度值，确定所述调温设备的设备运行限值为第三预设功率，若所述风电机组运行状态为并网状态且所述调温设备所处的环境温度值小于等于预设温度值，确定所述调温设备的设备运行限值为第一预设功率；
21.若所述风电机组运行状态为停机过程，且所述调温设备所处的环境温度值大于预设温度值，确定所述调温设备的设备运行限值为第四预设功率，若所述风电机组运行状态为停机过程，且所述调温设备所处的环境温度值小于等于预设温度值，确定所述调温设备的设备运行限值为第二预设功率；
22.所述第三预设功率大于所述第四预设功率，所述第四预设功率大于所述第一预设功率，所述第一预设功率大于所述第二预设功率。
23.可选的，所述第二类自用电设备为调湿设备；基于所述环境参数，确定处于设备投入状态的第二类自用电设备的设备运行限值，包括：
24.若所述调湿设备所处的环境湿度值小于预设湿度值，则确定所述调湿设备的设备运行限值为第五预设功率；
25.若所述调湿设备所处的环境湿度值大于等于预设湿度值，则确定所述调湿设备的设备运行限值为第六预设功率；
26.所述第五预设功率小于所述第六预设功率。
27.可选的，所述第二类自用电设备为照明设备；基于所述环境参数，确定处于设备投入状态的第二类自用电设备的设备运行限值，包括：
28.若所述照明设备所处的环境亮度值小于预设亮度值，则确定所述照明设备的设备运行限值为第七预设功率；
29.若所述照明设备所处的环境亮度值大于等于预设亮度值，则确定所述照明设备的设备运行限值为第八预设功率；
30.所述第七预设功率大于所述第八预设功率。
31.本发明实施例还提供一种风电机组的自用电设备控制装置，包括：
32.获取模块，用于获取风电机组运行状态，以及自用电设备所处的环境参数，所述自用电设备至少包括第一类自用电设备和第二类自用电设备；
33.第一确定模块，用于基于所述风电机组运行状态，确定各自用电设备的投切状态，所述投切状态包括设备投入状态和设备切除状态；
34.第二确定模块，用于基于所述风电机组运行状态和所述环境参数，确定处于设备投入状态的第一类自用电设备的设备运行限值；
35.第三确定模块，用于基于所述环境参数，确定处于设备投入状态的第二类自用电设备的设备运行限值；
36.控制模块，用于基于自用电设备的投切状态，对各自用电设备进行运行控制；或者基于自用电设备的投切状态和设备运行限值，对各自用电设备进行运行控制。
37.另一方面，本发明提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的风电机组的自用电设备控制方法。
38.本技术方案通过风电机组的运行状态和自用电设备所处的环境参数控制自用电设备的投切状态和优化自用电设备的运行限值，实现自用电设备的统一精细化管理和智能调节，可以有效解决风电机组自耗电高的问题，从而延长自用电设备的使用寿命，降低自用电设备故障率，提高风力发电机组的利用小时数，提升风力发电机组的经济运行水平。
39.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
40.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
41.图1是本发明提供的风电机组的自用电设备控制方法的流程示意图；
42.图2是本发明提供的风电机组的自用电设备控制方法的流程框图；
43.图3是本发明提供的风电机组的自用电设备控制装置的结构示意图。
44.附图标记说明
45.10-获取模块；20-第一确定模块；30-第二确定模块；
46.40-第三确定模块；50-控制模块。
具体实施方式
47.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
48.术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.此外，“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致相等”并不仅仅表示绝对的相等，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别说明，“大致”、“基本”等用语均为与上述类似的含义。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术
语在本发明中的具体含义。
50.图1是本发明提供的风电机组的自用电设备控制方法的流程示意图；图 2是本发明提供的风电机组的自用电设备控制方法的流程框图。
51.如图1-2所示，本实施例提供一种风电机组的自用电设备控制方法，包括：
52.步骤101、获取风电机组运行状态，以及自用电设备所处的环境参数，所述自用电设备至少包括第一类自用电设备和第二类自用电设备；
53.步骤102、基于所述风电机组运行状态，确定各自用电设备的投切状态，所述投切状态包括设备投入状态和设备切除状态；
54.步骤103、基于所述风电机组运行状态和所述环境参数，确定处于设备投入状态的第一类自用电设备的设备运行限值；基于所述环境参数，确定处于设备投入状态的第二类自用电设备的设备运行限值；
55.步骤104、基于自用电设备的投切状态，对各自用电设备进行运行控制；或者基于自用电设备的投切状态和设备运行限值，对各自用电设备进行运行控制。
56.具体地，现有技术中，对于风电机组的自用电设备，通常采用统一的控制方式，即各个自用电设备同时工作或者同时处于待机状态，但是，长时间持续的工作和待机，会增加自用电设备的的电耗量，并降低自用电设备的使用寿命。因此，本方案提出：首先根据各个自用电设备的功能对自用电设备进行分类，主要分为第一类自用电设备和第二类自用电设备，其中，第一类自用电设备工作过程中不仅受风电机组运行状态的影响，还受到的环境因素的影响，第二类自用电设备在工作过程中基本只受所处环境的影响，因此，针对第一类自用电设备和第二类自用电设备基于不同的参数，采用不同的控制逻辑为个自用电设备匹配不同的运行限值，基于各自用电设备对应的运行限值对各自用电设备进行运行控制，实现对自用电设备的统一精细化管理和智能调节，可以有效解决风电机组自耗电高的问题，从而延长自用电设备的使用寿命，降低自用电设备故障率，提高风力发电机组的利用小时数，提升风力发电机组的经济运行水平。
57.进一步地，所述自用电设备至少包括：调温设备、调湿设备和照明设备；
58.所述第一类自用电设备包括：调温设备；
59.所述第二类自用电设备包括：调湿设备和照明设备。
60.具体地，调温设备为调节风电机组所处环境温度的设备，以将风电机组产生的热量向外界发散，以保证风电机组处于正常的工作温度区间内，调温设备可以包括空调、风机、水冷设备等，其设置位置、安装方式为本领域技术人的公知常识，此处不再赘述。调湿设备为调节风电机组所处环境湿度的设备，保证风电机组处于正常的工作湿度区间内，避免因为湿度过大导致短路、机组腐蚀等，以增加机组的使用寿命，调湿设备可以包括除湿器、除湿机等，其设置位置、安装方式为本领域技术人的公知常识，此处不再赘述。照明设备用于增加风电机组内的亮度，如塔底、塔筒、机舱和各电器柜内的亮度，其设置位置、安装方式为本领域技术人的公知常识，此处不再赘述。
61.在另一种实施方式中，所述自用电设备还包括：防火设备和监控设备。防火设备用于在火灾发生时，喷洒灭火剂，以阻止火势蔓延，包括控制器、动作机构和灭火器等，在控制器接收到指令时，动作机构动作使灭火器喷出灭火剂，其设置位置、安装方式为本领域技术人的公知常识，此处不再赘述。监控设备用于采集风电机组内的声音和视频信号，包括声音
传感器、摄像机等，其设置位置、安装方式为本领域技术人的公知常识，此处不再赘述。
62.进一步地，所述风电机组运行状态包括：停机状态、待机状态、启动状态、并网状态、停机过程和维护状态。
63.具体地，停机状态为风电机组无故障慢速运转且无功率输出的状态，叶片在顺浆位置，叶轮自由空转，发电机转速低于2rpm，处于大风情况下，发电机转速低于3rpm。待机状态为风电机组从停机状态到运行的一个过程，风电机组主控系统在接受到启动指令或者满足自启动条件时，向风电机组的变流器发出启动命令，变流器收到启动命令后进行预充电，预充电电压上升到预设值后吸合网侧和机侧断路器，断路器合闸后变流器向主控系统发送待运行信号，主控系统接收到的带运行信号后控制桨叶从停机位置向待机位置变桨，处于待机状态时桨叶位置再89度位置上。启动状态为风电机组的叶轮转速持续约定时间达到设定转速后机组进行转速上升阶段，具体的，如转速达到8.8rpm前，变桨速度为1度/秒，转速达到8.8rpm后，变桨速度为1.5 度/秒。并网状态为风电机组的叶轮转速达到设定并网转速后，风电机组进入并网阶段，主控系统接收到并网型信号，向变流器发出需求的扭矩值或电流值，变流器按照需求的扭矩值或电流值执行，风电机组进入发电状态。停机过程为主控系统收到手动停机指令、故障发生、大风、小风等环境故障时，主控需求扭矩斜率减小，桨叶按照设定速度顺桨，在叶轮转速小于设定转速后，停止变流器运行指令，变流器停止调制，在在叶轮转速小于设定停机转速后，机组进入停机状态。在停机状态下，触发维护指令(通常通过维护钥匙触发)，发电机组进入维护状态；处于待机状态的风电机组，当维护钥匙打到维护位置时，经过3秒延时，风机进入维护状态；处于运行中的风电机组，当维护钥匙打到维护位置时，风电机组首先进入停机状态，在风电机组停机45秒后，进入待机状态，经过3秒延时，风机进入维护状态；处于维护状态的风机，不允许自动偏航，可进行手动偏航。
64.进一步地，所述环境参数包括：环境温度值、环境湿度值和环境亮度值。
65.具体地，由于风电机组处于不同的运行阶段，其自身产热不同，且由于外界环境的改变，调温设备在进行温度调节时，其运行工作方式也不尽相同，因此，在进行调温设备的控制时，需要参考调温设备所处环境的环境温度值；同理调湿设备和照明设备的控制，同样受外界环境的影响，因此需要获取环境湿度值和环境亮度值。
66.进一步地，基于所述风电机组运行状态，确定各自用电设备的投切状态，包括：
67.若所述风电机组运行状态为停机状态或待机状态，则确定所述调温设备、所述调湿设备和所述照明设备为设备切除状态；
68.若所述风电机组运行状态为启动状态、并网状态、停机过程中的任一种，则确定所述照明设备为设备切除状态，所述调温设备和所述调湿设备为设备投入状态；
69.若所述风电机组运行状态为维护状态，则确定所述调温设备和所述调湿设备为设备切除状态，所述照明设备为设备投入状态。
70.具体地，由于风电机组处于停机状态和待机状态时，其自身运转的设备较少，叶轮转速较低，其自身产生的温度(如轴承的旋转、各电气工作)产生的热量有限，此时，通过自身的散热便能够进行降温，不需要进行温度调节、湿度调节和进行照明，因此，调温设备、调湿设备和照明设备为设备切除状态，另外，当风电机组运行状态为启动状态时，叶轮等转速逐渐上升，其产生的温度也在逐渐增加，因此，需要通过调温设备进行温度调节，为了保证风电机组所处环境湿度过大，通过调湿设备实现对湿度的调节，照明设备处于切除状态；当
风电机组处于并网状态时，此时机组处于发电状态下，产生的热量达到峰值，必须通过调温设备进行温度调节；当风电机组处于停机过程时，叶轮转速慢慢降低，虽然新增加的产热量在减少，但是，机组自身还存在一定的余热，同样需要调温设备进行温度调节。最后，当风电机组处于维护状态时，风电机组为工作，产生的热量较少，因此，调温设备和调湿设备为设备切除状态，但是，为了便于检修人员进入风机内部进行检修，将照明设备设置为设备投入状态，提高照明亮度。
71.在另一种实施方式中，为了保证机组运行安全性，无论风电机组处于哪一种运行状态，将防火设备和监控设备设置时时处于为设备投入状态，以保证在风电机组发生火灾时能够通过防火设备及时进行灭火。监控设备能够获取内部声音和视频监控信息，以实现在控制室内的远程监控和存储，并基于采集到的声音信息和视频信息进行故障分析，判断风电机组是否存在异常，因此，防火设备和监控设备需要实时工作。
72.进一步地，所述第一类自用电设备为调温设备；基于所述风电机组运行状态和所述环境参数，确定处于设备投入状态的第一类自用电设备的设备运行限值，包括：
73.若所述风电机组运行状态为启动状态且所述调温设备所处的环境温度值大于预设温度值，确定所述调温设备的设备运行限值为第一预设功率，若所述风电机组运行状态为启动状态且所述调温设备所处的环境温度值小于等于预设温度值，确定所述调温设备的设备运行限值为第二预设功率；
74.若所述风电机组运行状态为并网状态且所述调温设备所处的环境温度值大于预设温度值，确定所述调温设备的设备运行限值为第三预设功率，若所述风电机组运行状态为并网状态且所述调温设备所处的环境温度值小于等于预设温度值，确定所述调温设备的设备运行限值为第一预设功率；
75.若所述风电机组运行状态为停机过程，且所述调温设备所处的环境温度值大于预设温度值，确定所述调温设备的设备运行限值为第四预设功率，若所述风电机组运行状态为停机过程，且所述调温设备所处的环境温度值小于等于预设温度值，确定所述调温设备的设备运行限值为第二预设功率；
76.所述第三预设功率大于所述第四预设功率，所述第四预设功率大于所述第一预设功率，所述第一预设功率大于所述第二预设功率。
77.具体地，由于风电机组处于并网状态时产生的热量最多，处于启动状态时自身产热逐渐增加，处于停机过程时，虽然新增加的产热少，但是，余热较多，因此，均需要通过调温设备进行温度调节，以帮助风电机组散热，以保证风电机组工作在正常温度下，但是，由于风电机组所处的环境温度存在差异(如每年的不同季节和、每天的不同时辰和不同天气，使得环境温度均存在不同)，因此，需要结合风电机组在不同运行状态和不同环境温度下进行控制。
78.当风电机组处于启动状态且调温设备所处的环境温度值大于预设温度值(如处于中午，环境温度相对较高)，确定所述调温设备的设备运行限值为第一预设功率，若风电机组处于启动状态且调温设备所处的环境温度值小于等于预设温度值(如处于早晨，环境温度相对较低)，确定所述调温设备的设备运行限值为第二预设功率，由于在中午时分外界环境温度高，风电机组自身产生的热量无法快速向外散发，因此需要将调温设备的运行功率设置为第一预设功率，且第一预设功率大于第二预设功率；
79.同理，当风电机组运行状态为并网状态时，自身产生的热量达到峰值，且调温设备所处的环境温度值大于预设温度值(如处于中午，环境温度相对较高)，风电机组无法通过自然散热实现散热，需通过调温设备辅助散热，在这种情况下将设备运行限值设置为第三预设功率，若调温设备所处的环境温度值小于等于预设温度值(如处于早晨，环境温度相对较低)，但由于自身产热量较大，则需要将调温设备的设备运行限值设置为第一预设功率，且第三预设功率大于第一预设功率。
80.同理，当风电机组运行状态为停机过程这个状态时，此时风电机组产热在减小，但是，还存在一定的余热，同样需要调温设备辅助散热，若调温设备所处的环境温度值大于预设温度值(如处于中午，环境温度相对较高)，则将调温设备的设备运行限值设为第四预设功率，若调温设备所处的环境温度值小于等于预设温度值(如处于早晨，环境温度相对较低)，则将调温设备的设备运行限值设为第二预设功率，且第四预设功率大于所述第二预设功率。更具体地，调温设备的运行限值为：所述第三预设功率大于所述第四预设功率，所述第四预设功率大于所述第一预设功率，所述第一预设功率大于所述第二预设功率。
81.进一步地，所述第二类自用电设备为调湿设备；基于所述环境参数，确定处于设备投入状态的第二类自用电设备的设备运行限值，包括：
82.若所述调湿设备所处的环境湿度值小于预设湿度值，则确定所述调湿设备的设备运行限值为第五预设功率；
83.若所述调湿设备所处的环境湿度值大于等于预设湿度值，则确定所述调湿设备的设备运行限值为第六预设功率；
84.所述第五预设功率小于所述第六预设功率。
85.具体地，风电机组环境的湿度过大，会加速机组的腐蚀等，会降低风电机组的使用寿命，因此，通过调湿设备辅助调节风电机组内的环境湿度值，但是，由于风电机组内的环境湿度值随着自然环境中环境湿度改变，因此，在经过下雨等天气后，风电机组内的湿度已经大于等于预设湿度值，通过调湿设备减小风电机组内的湿度值后，风电机组内的湿度可能会增加，因此，调湿设备需一直工作在高功率状态，大大增加了耗电量，但是，风电机组内部湿度值可能仍高于预设湿度值，故调湿设备采用第六预设功率工作，以避免风电机组内部湿度值继续上升，直至调湿设备所处的环境湿度值小于预设湿度值后，采用第五预设功率工作，以减少调湿设备的工作功率，从而减少耗电量，其中，所述第五预设功率小于所述第六预设功率。
86.进一步地，所述第二类自用电设备为照明设备；基于所述环境参数，确定处于设备投入状态的第二类自用电设备的设备运行限值，包括：
87.若所述照明设备所处的环境亮度值小于预设亮度值，则确定所述照明设备的设备运行限值为第七预设功率；
88.若所述照明设备所处的环境亮度值大于等于预设亮度值，则确定所述照明设备的设备运行限值为第八预设功率；
89.所述第七预设功率大于所述第八预设功率。
90.具体地，由于风电机组处于维护状态时，可能是早晚外界亮度较低和中午亮度较高的时候，因此，在风电机组进入维护状态时，通过照明设备所处的环境亮度值来进行功率的控制，包括设置第七预设功率和第八预设功率，且第七预设功率大于第八预设功率；若所
述照明设备所处的环境亮度值小于预设亮度值，则说明环境较暗，需要照明设备的设备运行限值采用功率较大的第七预设功率；若所述照明设备所处的环境亮度值大于等于预设亮度值，则说明环境较亮，照明设备产生的亮度可以适当的降低，故照明设备的设备运行限值可以设置为第八预设功率。
91.图3是本发明提供的风电机组的自用电设备控制装置的结构示意图。如图3所示，本发明实施方式提供一种风电机组的自用电设备控制装置，包括：
92.获取模块10，用于获取风电机组运行状态，以及自用电设备所处的环境参数，所述自用电设备至少包括第一类自用电设备和第二类自用电设备；
93.第一确定模块20，用于基于所述风电机组运行状态，确定各自用电设备的投切状态，所述投切状态包括设备投入状态和设备切除状态；
94.第二确定模块30，用于基于所述风电机组运行状态和所述环境参数，确定处于设备投入状态的第一类自用电设备的设备运行限值；
95.第三确定模块40，用于基于所述环境参数，确定处于设备投入状态的第二类自用电设备的设备运行限值；
96.控制模块50，用于基于自用电设备的投切状态，对各自用电设备进行运行控制；或者基于自用电设备的投切状态和设备运行限值，对各自用电设备进行运行控制。
97.本发明实施方式还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的风电机组的自用电设备控制方法。
98.以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
99.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
100.本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，randomaccess memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
101.此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。