用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法及装置与流程

本发明总体说来涉及液冷循环系统技术领域，更具体地讲，涉及一种用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法及装置。

背景技术：

当前，作为一种成熟的散热技术，液冷散热方式一直以来都被广泛应用于工业途径。一套典型的液冷循环系统必须具有以下部件：液冷块、循环液、水泵、管道和水箱或换热器。由于液冷循环系统在现场工艺布置的复杂性，以及系统自身常规使用损耗，漏液是液冷循环系统最常见的一种问题。

现有行业中的漏液报警应用主要是通过加装硬件检测装置，基于液冷循环系统压力不足以维持持续冷却液循环工作而触发故障报警。这种方式需要加装并改进配套的漏液感应装置及测试回路及软件报警系统的配套装置，成本较高；同时基于压力进行检测的方法主要面向的是液压高或低故障、液温高或低的故障，但对于液冷循环系统在正常运行中是否有微小的跑冒滴漏情况则不能及时的发现。

技术实现要素：

本发明的示例性实施例在于提供一种用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法及装置，其能够对液冷循环系统的液体泄漏情况进行预警。

根据本发明的示例性实施例，提供一种用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法，其特征在于，包括：(a)获取用于液体泄漏分析的在多个时间点采集的液冷循环系统的出口液压值；(b)将获取的出口液压值按照采集时间的先后顺序排列成为时间序列；(c)对所述时间序列中的值进行时序平滑处理，以得到处理后的时间序列；(d)确定处理后的时间序列中的值随时序的递减趋势是否呈预设递减趋势；(e)当确定呈预设递减趋势时，确定液冷循环系统存在液体泄漏情况。

可选地，步骤(a)包括：(a1)获取在预定时间段内采集的液冷循环系统的出口液压值；(a2)从获取的出口液压值中选取在液冷循环系统处于预设状态时所采集的出口液压值作为用于液体泄漏分析的出口液压值。

可选地，所述预设状态是循环状态且处于大循环运行模式。

可选地，液冷循环系统是否处于预设状态是根据液冷循环系统的出口液温和进口液温确定的；或者，液冷循环系统是否处于预设状态是根据液冷循环系统的出口液温、进口液温以及冷却对象的运行状态确定的。

可选地，冷却对象是风力发电机组的变流器，其中，冷却对象的运行状态是根据风力发电机组的运行状态、风力发电机组的转速、风力发电机组的网侧有功功率之中的至少一项确定的。

可选地，在步骤(c)中，对所述时间序列中的值基于时序进行局部加权回归平滑处理。

可选地，在步骤(d)中，当以下条件满足时，确定处理后的时间序列中的值随时序的递减趋势呈预设递减趋势：对处理后的时间序列中的值进行关于时序的线性回归所得到的回归系数不大于第一预设值，其中，第一预设值小于0；和/或，处理后的时间序列中的前预定数量的值的平均值与处理后的时间序列中的后所述预定数量的值的平均值之差大于第二预设值，其中，第二预设值大于0；和/或，分别针对不同期数对处理后的时间序列中的值进行差分计算后所得到的差分值的统计值，随着期数的递增而递减。

可选地，所得到的差分值的统计值是所得到的差分值的平均值、最大值、最小值之一。

可选地，所述液体泄漏预警方法还包括：当确定液冷循环系统存在液体泄漏情况时，基于处理后的时间序列中的值及各值对应的采集时间来预测出口液压值降低到第三预设值而造成液冷循环系统无法正常运行的时间点。

根据本发明的另一示例性实施例，提供一种用于液冷循环系统的液体泄漏预警装置，其特征在于，包括：数据获取单元，获取用于液体泄漏分析的在多个时间点采集的液冷循环系统的出口液压值；时间序列形成单元，将数据获取单元获取的出口液压值按照采集时间的先后顺序排列成为时间序列；平滑处理单元，对所述时间序列中的值进行时序平滑处理，以得到处理后的时间序列；趋势确定单元，确定处理后的时间序列中的值随时序的递减趋势是否呈预设递减趋势；液体泄漏确定单元，当趋势确定单元确定呈预设递减趋势时，确定液冷循环系统存在液体泄漏情况。

可选地，数据获取单元包括：获取单元，获取在预定时间段内采集的液冷循环系统的出口液压值；选取单元，从获取单元获取的出口液压值中选取在液冷循环系统处于预设状态时所采集的出口液压值作为用于液体泄漏分析的出口液压值。

可选地，所述预设状态是循环状态且处于大循环运行模式。

可选地，液冷循环系统是否处于预设状态是根据液冷循环系统的出口液温和进口液温确定的；或者，液冷循环系统是否处于预设状态是根据液冷循环系统的出口液温、进口液温以及冷却对象的运行状态确定的。

可选地，冷却对象是风力发电机组的变流器，其中，冷却对象的运行状态是根据风力发电机组的运行状态、风力发电机组的转速、风力发电机组的网侧有功功率之中的至少一项确定的。

可选地，平滑处理单元对所述时间序列中的值基于时序进行局部加权回归平滑处理。

可选地，趋势确定单元当以下条件满足时，确定处理后的时间序列中的值随时序的递减趋势呈预设递减趋势：对处理后的时间序列中的值进行关于时序的线性回归所得到的回归系数不大于第一预设值，其中，第一预设值小于0；和/或，处理后的时间序列中的前预定数量的值的平均值与处理后的时间序列中的后所述预定数量的值的平均值之差大于第二预设值，其中，第二预设值大于0；和/或，分别针对不同期数对处理后的时间序列中的值进行差分计算后所得到的差分值的统计值，随着期数的递增而递减。

可选地，所得到的差分值的统计值是所得到的差分值的平均值、最大值、最小值之一。

可选地，所述液体泄漏预警装置还包括：预测单元，当液体泄漏确定单元确定液冷循环系统存在液体泄漏情况时，基于处理后的时间序列中的值及各值对应的采集时间来预测出口液压值降低到第三预设值而造成液冷循环系统无法正常运行的时间点。

根据本发明的另一示例性实施例，提供一种计算机可读存储介质，存储有当被处理器执行时使得处理器执行如上所述的用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法的程序指令。

根据本发明的另一示例性实施例，提供一种计算装置，包括：处理器；存储器，用于存储当被处理器执行使得处理器执行如上所述的用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法的程序指令。

根据本发明示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法及装置，能够在不额外在液冷循环系统中加装任何硬件装置的情况下，实现对液冷循环系统出现的跑冒滴漏情况的预警。进一步地，还能够对由于液体泄漏而造成液冷循环系统无法正常运行的时间点进行预测，以便在液冷循环系统无法正常运行之前即时进行处理。

将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。

附图说明

通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述，本发明示例性实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出根据本发明示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法的流程图；

图2示出根据本发明示例性实施例的液冷循环系统的示意图；

图3示出根据本发明示例性实施例的使用局部加权回归散点平滑法对时间序列中的值进行时序平滑处理后的效果图；

图4示出根据本发明示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警装置的框图。

具体实施方式

现将详细参照本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本发明。

图1示出根据本发明示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法的流程图。这里，作为示例，所述液冷循环系统可以是水冷循环系统、油冷循环系统等各种类型的液冷循环系统。所述液冷循环系统的工作原理可理解为：循环管路中的液体流经冷却对象吸热后再流经低温环境散热，完成一个热量转移的过程。所述液冷循环系统的冷却对象可以是各种需要冷却的设备，作为示例，冷却对象可以是风力发电机组内部的大功率设备，例如，变压器、变流器、电机、齿轮箱等。

参照图1，在步骤s10，获取用于液体泄漏分析的在多个时间点采集的液冷循环系统的出口液压值。

图2示出根据本发明示例性实施例的液冷循环系统的示意图。如图2所示，出口压力变送器用于采集出口液压值，进口压力变送器用于采集进口液压值，出口温度变送器用于采集出口温度值，进口温度变送器用于采集进口温度值，压力控制装置(例如，储压罐)用于调节循环管路中的液压。液冷循环系统可处于大循环运行模式、小循环运行模式和混合运行模式之一，其中，当处于大循环运行模式时，三通阀使循环管路中的液体全部流经散热器；当处于小循环运行模式时，三通阀不使循环管路中的液体流经散热器；当处于混合运行模式时，三通阀使循环管路中的液体部分流经散热器，部分不流经散热器。应该理解，图2仅示出根据本发明示例性实施例的液冷循环系统中的部分器件，所述液冷循环系统还可包括实现其功能所需的其他器件。

考虑到压力控制装置在调节循环管路中的液压时，对进口液压的影响较大，容易导致进口液压的波动，并且，进口液压也容易受到循环运行模式的干扰，例如，当液冷循环系统从小循环运行模式切换到大循环运行模式时，进口液压会存在一定的波动。因此，本发明将出口液压值用于液体泄漏分析。

作为示例，获取的用于液体泄漏分析的出口液压值的数量可达到第一预定数量，从而提高对微小的跑冒滴漏情况的预警的准确性。例如，第一预定数量可为5000。

作为示例，可先获取在预定时间段内采集的液冷循环系统的出口液压值，然后从获取的出口液压值中选取在液冷循环系统处于预设状态时所采集的出口液压值作为用于液体泄漏分析的出口液压值。

作为示例，所述预定时间段可根据实际情况进行设置，例如，所述预定时间段可设置为最近x天，其中，x为大于0的整数。

作为优选示例，可根据液冷循环系统的实际运行情况，将所述预定时间段设置为能够使得所选取的用于液体泄漏分析的出口液压值的数量达到第一预定数量的时间段。

作为示例，可先获取在预定时间段内周期性采集的液冷循环系统的出口液压值，然后从获取的出口液压值中选取在液冷循环系统处于预设状态时所采集的出口液压值作为用于液体泄漏分析的出口液压值。例如，可获取在预定时间段内每隔y秒/分钟采集的液冷循环系统的出口液压值，其中，y为大于0的整数。

考虑到：一方面，由于循环管路中的液体流经冷却对象后温度上升导致出口液压增大，会使得液体泄漏所导致的出口液压减小得以补充，而如果冷却循环系统处于循环状态，则会对温度上升的液体进行散热而有效降低液压，减少对液体泄漏所导致的出口液压减小的补充；另一方面，如果一直处于小循环运行模式，仅用于大循环运行模式的循环管路出现的液体泄漏情况，则无法被检出，并且，大部分漏点处于各管路的接口或阀门处，仅用于小循环运行模式的循环管路不易出现液体泄漏情况。因此，作为优选示例，所述预设状态可以是循环状态且处于大循环运行模式。

作为示例，液冷循环系统是否处于预设状态可以是根据液冷循环系统的出口液温和进口液温确定的。作为示例，可根据出口液温值与进口液温值之差是否在预设范围内来确定液冷循环系统是否处于循环状态，根据出口液温值是否大于预设阈值来确定液冷循环系统是否处于大循环运行模式。

作为另一示例，液冷循环系统是否处于预设状态可以是根据液冷循环系统的出口液温、进口液温以及冷却对象的运行状态确定的。作为示例，可根据冷却对象是否处于预设运行状态来确定液冷循环系统是否处于循环状态和/或大循环运行模式。

作为示例，当冷却对象是风力发电机组的变流器时，冷却对象的运行状态可以是根据风力发电机组的运行状态、风力发电机组的转速、风力发电机组的网侧有功功率之中的至少一项确定的。

例如，当冷却对象是1.5mw风力发电机组的变流器时，当出口液温值与进口液温值之差处于0-3℃之间、出口液温不低于28℃、风力发电机组的运行状态为待机状态、并网状态、发电状态之一(例如，风力发电机组的运行状态标识位的值处于3-5之间)、风力发电机组的转速值不小于9转每分钟时，可确定液冷循环系统处于所述预设状态。

例如，当冷却对象是2mw风力发电机组的变流器时，当出口液温值与进口液温值之差处于0-3℃之间、出口液温不低于28℃时，可确定液冷循环系统处于所述预设状态。

例如，当冷却对象是2.5mw风力发电机组的变流器时，当出口液温值与进口液温值之差处于0-3℃之间、出口液温不低于28℃、风力发电机组的网侧有功功率大于0kw时，可确定液冷循环系统处于所述预设状态。

在步骤s20，将获取的出口液压值按照采集时间的先后顺序排列成为时间序列。

在步骤s30，对所述时间序列中的值进行时序平滑处理，以得到处理后的时间序列。

由于液冷循环系统的液压维稳工作机制所引起的出口液压波动的情况，使得所述时间序列并非平稳时间序列，如果直接使用所述时间序列中的值进行后续计算，将会导致预警的敏感性过高，容易出现误报的情况。因此，需要对所述时间序列中的值进行时序平滑处理，再基于处理后的时间序列进行后续分析。

作为示例，可使用各种适合的时序平滑处理方法对所述时间序列中的值进行时序平滑处理。作为优选示例，可使用局部加权回归散点平滑法对所述时间序列中的值进行时序平滑处理。

局部加权回归散点平滑法(locallyweightedscatterplotsmoothing，lowess或loess)是查看二维变量之间关系的一种有力工具，lowess主要思想是取一定比例的局部数据，在这部分子集中拟合多项式回归曲线，这样便可以观察到数据在局部展现出来的规律和趋势，而通常的回归分析算法往往是根据全体数据建模以描述整体趋势，但现实中规律不总是(或者很少是)一条直线。lowess将局部范围从左往右依次推进，最终一条连续的曲线就被计算出来了。显然，曲线的光滑程度与选取数据比例有关：比例越小，拟合越不光滑(因为过于看重局部性质)，反之越光滑。lowess中有两个主要参数，一个是窗宽参数f，越大越平，另一个是迭代次数iter，越大计算越慢。作为示例，根据本发明的示例性实施例，在使用局部加权回归散点平滑法对所述时间序列中的值进行时序平滑处理时，可将窗宽参数f设置为2/3，可将迭代次数iter设置为1。

lowess方法类似于移动平均技术，是在指定的窗口之内，每一点的数值都用窗口内临近的数据进行加权回归得到的，回归方程可用线性的或者二次的。如果在指定的窗口宽度之内，拟进行平滑的数据点两侧的进行平滑的数据点是相等的，则为对称lowess，如果两侧数据点不等，则为非对称lowess。一般来说，lowess方法可括以下步骤：

(1)计算指定窗口内各个数据点的初始权重，权重函数一般表达为数值之间欧氏距离比值的立方函数；

(2)利用初始权重进行回归估计，利用估计式的残差定义稳健的权函数，计算新的权重；

(3)利用新的权重重复步骤(2)，不停地修正权函数，收敛后即可根据多项式和权重得到任意点的光滑值。

图3示出根据本发明示例性实施例的使用局部加权回归散点平滑法对时间序列中的值进行时序平滑处理后的效果图，其中，横坐标指示液压值在时间序列中的序号。

在步骤s40，确定处理后的时间序列中的值随时序的递减趋势是否呈预设递减趋势。

可根据各种适合的方式来确定处理后的时间序列中的值随时序的递减趋势是否呈预设递减趋势。作为示例，可当以下条件满足时，确定处理后的时间序列中的值随时序的递减趋势呈预设递减趋势：对处理后的时间序列中的值进行关于时序的线性回归所得到的回归系数不大于第一预设值，其中，第一预设值小于0；和/或，处理后的时间序列中的前第二预定数量的值的平均值与处理后的时间序列中的后第二预定数量的值的平均值之差大于第二预设值，其中，第二预设值大于0；和/或，分别针对不同期数对处理后的时间序列中的值进行差分计算后所得到的差分值的统计值，随着期数的递增而递减，换言之：期数越大，针对该期数对处理后的时间序列中的值进行差分计算后所得到的差分值的统计值越小。作为示例，可根据液冷循环系统的实际运行情况来设置第一预设值、第二预定数量、第二预设值。

具体说来，当期数为n时，针对期数n对处理后的时间序列中的值进行差分计算后所得到的差分值为：m1+n-m1、m2+n-m2、……、mi+n-mi、……、mlast-mlast-n，其中，mi指示处理后的时间序列中的第i个值，mlast指示处理后的时间序列中的最后一个值，其中，n为大于0的整数。

作为示例，可根据实际情况来设置所述不同期数，例如，可将所述不同期数分别设置为从1到处理后的时间序列中的值的数量的二分之一之间的多个整数。

作为示例，所得到的差分值的统计值可以是所得到的差分值的平均值、最大值、最小值之一。

例如，当冷却对象是风力发电机组的变流器时，第一预设值可为-0.000002；第二预定数量可为10、第二预设值可为0.3。

在步骤s50，当确定处理后的时间序列中的值随时序的递减趋势呈预设递减趋势时，确定液冷循环系统存在液体泄漏情况。

作为示例，当确定液冷循环系统存在液体泄漏情况时，可输出报警信息，以提示工作人员及时进行处理。

此外，根据本发明的示例性实施例，用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法还可包括：当确定液冷循环系统存在液体泄漏情况时，基于处理后的时间序列中的值及各值对应的采集时间来预测出口液压值降低到第三预设值而造成液冷循环系统无法正常运行的时间点。从而便于在冷循环系统无法正常运行之前，对液体泄漏情况进行限期处理。

图4示出根据本发明示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警装置的框图。如图4所示，根据本发明示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警装置包括：数据获取单元10、时间序列形成单元20、平滑处理单元30、趋势确定单元40、液体泄漏确定单元50。

具体说来，数据获取单元10用于获取用于液体泄漏分析的在多个时间点采集的液冷循环系统的出口液压值。

作为示例，数据获取单元10可包括：获取单元(未示出)和选取单元(未示出)。

获取单元用于获取在预定时间段内采集的液冷循环系统的出口液压值。选取单元用于从获取单元获取的出口液压值中选取在液冷循环系统处于预设状态时所采集的出口液压值作为用于液体泄漏分析的出口液压值。

作为示例，所述预设状态可以是循环状态且处于大循环运行模式。

作为示例，液冷循环系统是否处于预设状态可以是根据液冷循环系统的出口液温和进口液温确定的；或者，液冷循环系统是否处于预设状态可以是根据液冷循环系统的出口液温、进口液温以及冷却对象的运行状态确定的。

作为示例，冷却对象可以是风力发电机组的变流器，其中，冷却对象的运行状态可以是根据风力发电机组的运行状态、风力发电机组的转速、风力发电机组的网侧有功功率之中的至少一项确定的。

时间序列形成单元20用于将数据获取单元10获取的出口液压值按照采集时间的先后顺序排列成为时间序列。

平滑处理单元30用于对所述时间序列中的值进行时序平滑处理，以得到处理后的时间序列。

作为示例，平滑处理单元30可对所述时间序列中的值基于时序进行局部加权回归平滑处理。

趋势确定单元40用于确定处理后的时间序列中的值随时序的递减趋势是否呈预设递减趋势。

作为示例，趋势确定单元40可当以下条件满足时，确定处理后的时间序列中的值随时序的递减趋势呈预设递减趋势：对处理后的时间序列中的值进行关于时序的线性回归所得到的回归系数不大于第一预设值，其中，第一预设值小于0；和/或，处理后的时间序列中的前预定数量的值的平均值与处理后的时间序列中的后所述预定数量的值的平均值之差大于第二预设值，其中，第二预设值大于0；和/或，分别针对不同期数对处理后的时间序列中的值进行差分计算后所得到的差分值的统计值，随着期数的递增而递减。

作为示例，所得到的差分值的统计值可以是所得到的差分值的平均值、最大值、最小值之一。

液体泄漏确定单元50用于当趋势确定单元40确定处理后的时间序列中的值随时序的递减趋势呈预设递减趋势时，确定液冷循环系统存在液体泄漏情况。

作为示例，根据本发明示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警装置还可包括：预测单元(未示出)。

预测单元用于当液体泄漏确定单元确定液冷循环系统存在液体泄漏情况时，基于处理后的时间序列中的值及各值对应的采集时间来预测出口液压值降低到第三预设值而造成液冷循环系统无法正常运行的时间点。

应该理解，根据本发明示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警装置的具体实现方式可参照结合图1-图3描述的相关具体实现方式来实现，在此不再赘述。

根据本发明示例性实施例的计算机可读存储介质，存储有当被处理器执行时使得处理器执行如上述任一示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法的程序指令。

根据本发明示例性实施例的计算装置可包括：处理器(未示出)和存储器(未示出)，其中，存储器用于存储当被处理器执行使得处理器执行如上述任一示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法的程序指令。

根据本发明示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法及装置，能够在不额外在液冷循环系统中加装任何硬件装置的情况下，实现对液冷循环系统出现的跑冒滴漏情况的预警。进一步地，还能够对由于液体泄漏而造成液冷循环系统无法正常运行的时间点进行预测，以便在液冷循环系统无法正常运行之前即时进行处理。

此外，应该理解，根据本发明示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警装置中的各个单元可被实现硬件组件和/或软件组件。本领域技术人员根据限定的各个单元所执行的处理，可以例如使用现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)来实现各个单元。

此外，根据本发明示例性实施例的用于液冷循环系统的液体泄漏预警方法可以被实现为计算机可读记录介质中的计算机代码。本领域技术人员可以根据对上述方法的描述来实现所述计算机代码。当所述计算机代码在计算机中被执行时实现本发明的上述方法。

虽然已表示和描述了本发明的一些示例性实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。