本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

目前，主流風(fēng)機(jī)制造商制造的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組依然采用分散式布置方式。具體地講，如圖1所示，發(fā)電機(jī)1通過(guò)與底座2連接而安裝到機(jī)艙3的前部，用于發(fā)電機(jī)的散熱的換熱器4在機(jī)艙3內(nèi)靠近機(jī)艙3的尾部設(shè)置，開關(guān)柜5、變頻柜6、液壓站7和機(jī)艙控制柜8設(shè)置在機(jī)艙3內(nèi)，并且變頻柜6、液壓站7和機(jī)艙控制柜8位于底座2中，變流柜9、箱變10、主控柜11、泵站12和外部換熱器13設(shè)置在塔筒14的塔底。具體地，箱變10設(shè)置在塔底的負(fù)一層平臺(tái)，主控柜11和泵站12設(shè)置在塔底的一層平臺(tái)(塔筒門入口)，變流柜9設(shè)置在塔底的二層平臺(tái)。

采用這樣的分散式布置方式存在如下缺陷：由于用于發(fā)電機(jī)1、變流柜9、箱變10之間進(jìn)行連接的低壓動(dòng)力電纜15較長(zhǎng)且額外需要從塔底向機(jī)艙3引出400V配電電纜和控制電纜而導(dǎo)致電纜成本增高；在吊裝時(shí)需要對(duì)塔底進(jìn)行拼裝以及需要完成箱變、變流柜與主控柜之間的接線工作，且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要組件在吊裝前無(wú)法組成一個(gè)完整的電系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)，因此很多預(yù)調(diào)試工作無(wú)法進(jìn)行，從而導(dǎo)致在吊裝完畢后，還需要進(jìn)行大量的調(diào)試工作，延長(zhǎng)風(fēng)場(chǎng)的建設(shè)周期；目前風(fēng)力發(fā)電組的環(huán)境控制系統(tǒng)通常對(duì)位于塔底的變流柜、箱變采用水冷進(jìn)行冷卻，對(duì)發(fā)電機(jī)采用風(fēng)冷或水冷進(jìn)行冷卻，而位于塔底的主控柜以及位于機(jī)艙內(nèi)的機(jī)艙控制柜等都會(huì)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的內(nèi)部環(huán)境釋放熱量，因此還需要控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的內(nèi)部環(huán)境中的空氣的溫度，還有就是在寒冷地區(qū)或是海上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，對(duì)溫度和濕度都要求比較嚴(yán)格，但由于這些組件分散在塔底和機(jī)艙內(nèi)，因此均需要分別對(duì)這些分散的區(qū)域的溫度進(jìn)行控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組內(nèi)所有主要設(shè)備進(jìn)行冷卻和對(duì)機(jī)艙內(nèi)環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行控制的一套環(huán)境控制系統(tǒng)。

此外，本發(fā)明的目的還在于提供一種提高了集成度的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

此外，本發(fā)明的目的還在于提供一種環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)，所述環(huán)境控制系統(tǒng)可包括液冷循環(huán)系統(tǒng)和風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)，其中，液冷循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙外部的外部換熱器、設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)部的泵站和發(fā)電機(jī)換熱器，泵站的出口側(cè)管路連接到待冷卻設(shè)備的進(jìn)口側(cè)管路，所述待冷卻設(shè)備的出口側(cè)管路連接到發(fā)電機(jī)換熱器的進(jìn)口側(cè)管路，發(fā)電機(jī)換熱器的出口側(cè)管路分支為兩路，一路直接連接到三通閥的一個(gè)進(jìn)口，另一路經(jīng)由外部換熱器連接到所述三通閥的另一個(gè)進(jìn)口，所述三通閥的出口連接到泵站的進(jìn)口側(cè)管路，所述風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)包括所述發(fā)電機(jī)換熱器和將發(fā)電機(jī)內(nèi)部空間的空氣引入發(fā)電機(jī)換熱器的管路。

優(yōu)選地，泵站的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)可設(shè)置有靜壓傳感器，泵站的出口側(cè)還可設(shè)置有溫度傳感器；待冷卻設(shè)備的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)可分別設(shè)置有靜壓傳感器，待冷卻設(shè)備的出口側(cè)還可設(shè)置有溫度傳感器，發(fā)電機(jī)換熱器的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)可分別設(shè)置有溫度傳感器。

優(yōu)選地，所述待冷卻設(shè)備為多個(gè)，多個(gè)所述待冷卻設(shè)備在泵站和所述發(fā)電機(jī)換熱器之間并聯(lián)連接，從而形成多個(gè)分支。

優(yōu)選地，機(jī)艙內(nèi)設(shè)有變流柜和箱變，多個(gè)所述分支可包括箱變所在的第一分支和變流柜所在的第二分支。

優(yōu)選地，第二分支上可設(shè)置有用于使來(lái)自于所述泵站的冷卻液在進(jìn)入變流柜之前升溫的加熱器以及用于測(cè)量冷卻液經(jīng)過(guò)加熱器后的溫度的溫度傳感器。

優(yōu)選地，所述風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)還可包括除濕機(jī)，除濕機(jī)可設(shè)置在機(jī)艙尾部靠近可拆卸機(jī)艙頂蓋的位置。

優(yōu)選地，除濕機(jī)的再生風(fēng)進(jìn)風(fēng)管的入口可設(shè)置在機(jī)艙尾部靠近可拆卸機(jī)艙頂蓋的位置，除濕機(jī)的再生風(fēng)出風(fēng)管的出口可設(shè)置在機(jī)艙底部。

優(yōu)選地，所述機(jī)艙內(nèi)設(shè)有變流柜和箱變，多個(gè)所述分支包括所述箱變所在的第一分支和所述變流柜所在的第二分支，除濕機(jī)的干空氣風(fēng)管可設(shè)置在發(fā)電機(jī)換熱器與箱變之間。

優(yōu)選地，所述風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)還包括溫度傳感器和濕度傳感器，溫度傳感器和濕度傳感器設(shè)置在將機(jī)艙分為上下兩層的分隔平臺(tái)的天井處。

優(yōu)選地，所述風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)還可包括過(guò)濾器，設(shè)置在天井處。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)的控制方法，當(dāng)泵站出口處的溫度值低于第一溫度設(shè)定值時(shí)，使冷卻液在流經(jīng)發(fā)電機(jī)換熱器之后直接回流到泵站；當(dāng)發(fā)電機(jī)換熱器出口處的溫度值達(dá)到第二溫度設(shè)定值時(shí)，使冷卻液流經(jīng)發(fā)電機(jī)換熱器和外部換熱器之后回流到泵站，其中，第一溫度設(shè)定值小于第二溫度設(shè)定值。

優(yōu)選地，當(dāng)發(fā)電機(jī)換熱器出口處的溫度值達(dá)到第三溫度設(shè)定值且冷卻液流量達(dá)到最大值時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組降容運(yùn)行，其中，第三溫度設(shè)定值大于所述第二溫度設(shè)定值。

優(yōu)選地，當(dāng)泵站出口處的溫度值低于預(yù)定溫度時(shí)，對(duì)流入待冷卻設(shè)備的冷卻液進(jìn)行加熱。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)的控制方法，當(dāng)機(jī)艙內(nèi)的濕度值高于濕度設(shè)定值、溫度值低于機(jī)艙溫度設(shè)定值且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，使冷卻液流經(jīng)發(fā)電機(jī)換熱器之后直接回流到泵站；當(dāng)機(jī)艙內(nèi)的濕度值高于濕度設(shè)定值、溫度值高于機(jī)艙溫度設(shè)定值且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)除濕機(jī)進(jìn)行除濕。

優(yōu)選地，當(dāng)機(jī)艙內(nèi)的濕度值高于濕度設(shè)定值且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在停機(jī)狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)換熱器，然后啟動(dòng)除濕機(jī)或者向發(fā)電機(jī)線圈通電加熱空氣。

根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了環(huán)境控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高了環(huán)境控制系統(tǒng)的整體性。此外，根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)，由于空氣可循環(huán)流動(dòng)，因此大大增加除濕效率。

附圖說(shuō)明

通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，在附圖中：

圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)中的采用分散式布置方式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的示意圖；

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的布局的示意圖；

圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙的一層內(nèi)的布局的示意圖；

圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙的二層內(nèi)的布局的示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)的液冷循環(huán)系統(tǒng)的拓?fù)鋱D；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙環(huán)境的溫濕度控制示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙的二層內(nèi)的空氣流動(dòng)的示意圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙的一層內(nèi)的空氣流動(dòng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在，將參照附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的組件。

參照?qǐng)D2，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可包括：葉輪101，葉輪上101可設(shè)置有葉片(未示出)；發(fā)電機(jī)102，連接到葉輪101；機(jī)艙103，機(jī)艙103內(nèi)可設(shè)置有箱變116和變流柜114；塔筒105，用于支撐葉輪103、發(fā)電機(jī)102和機(jī)艙103(葉輪輪轂、發(fā)電機(jī)和機(jī)艙統(tǒng)稱為機(jī)頭)。此外，機(jī)艙103的外部還可設(shè)置有用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的散熱的外部換熱器106，優(yōu)選地，外部換熱器106可位于機(jī)艙103的頂部靠近發(fā)電機(jī)102的位置。在此，變流柜114用于將發(fā)電機(jī)發(fā)出的頻率和電壓均在變化的交流電，轉(zhuǎn)換為符合電網(wǎng)接入規(guī)范的電壓、頻率恒定，波形為正弦波的交流電；箱變116為用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的變壓器，可以為油式變壓器或干式變壓器，用來(lái)將來(lái)自變流柜的低壓電升壓后送往集電線路。

在本實(shí)施例中，機(jī)艙103可通過(guò)底座104連接到塔筒105，底座104可以為一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)件，底座104的一端可連接到塔筒105，用于將整個(gè)機(jī)頭的重力以及力矩傳遞給塔筒105。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以為直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)102可以為外轉(zhuǎn)子空冷發(fā)電機(jī)，其中，發(fā)電機(jī)102可采用單軸承(未示出)，軸承安裝到內(nèi)定子的軸承座中，軸承的動(dòng)環(huán)與動(dòng)軸固定，軸承的靜環(huán)與靜軸固定，靜軸與底座104連接，用于將發(fā)電機(jī)102及葉輪101的重力和力矩傳遞給底座104，動(dòng)軸與葉輪101連接，用于將葉輪101捕獲風(fēng)能后轉(zhuǎn)化來(lái)的彎矩傳遞給發(fā)電機(jī)外轉(zhuǎn)子用于發(fā)電，同時(shí)支撐葉輪101的重力以及抵消葉輪101帶來(lái)的力矩。

在下文中，將參照?qǐng)D2至圖4進(jìn)一步詳細(xì)地描述機(jī)艙的結(jié)構(gòu)以及機(jī)艙內(nèi)組件的布局。

如圖2所示，機(jī)艙103可通過(guò)分隔平臺(tái)107(也可稱作機(jī)艙二層平臺(tái))分為一層108和二層109，靠近機(jī)艙103的底部還可設(shè)置有機(jī)艙一層平臺(tái)112。如圖2和圖3所示，箱變116和發(fā)電機(jī)換熱器117可設(shè)置在機(jī)艙一層平臺(tái)112上。如圖2和圖4所示，采用冗余配置的兩臺(tái)變流柜114、包括采用冗余配置且并聯(lián)運(yùn)行的兩臺(tái)泵的泵站115和液壓站118可設(shè)置在機(jī)艙二層平臺(tái)107上。變流柜114和箱變116的分層布置有利于實(shí)現(xiàn)高低壓分離，同時(shí)設(shè)置在機(jī)艙二層平臺(tái)107上的泵站115和液壓站118可遠(yuǎn)離箱變116，以便于對(duì)泵站115和液壓站118進(jìn)行維護(hù)。此外，為了減小對(duì)塔筒105的抗傾覆力矩的要求以及縮短低壓電纜119的長(zhǎng)度，變流柜114、箱變116等較重以及需要低壓電纜119連接的組件可在機(jī)艙一二層平臺(tái)布置時(shí)優(yōu)選地靠近塔筒105(具體地，底座104)布置，優(yōu)選地，箱變116可比發(fā)電機(jī)換熱器117更靠近塔筒105，變流柜114可比液壓站118和泵站115更靠近塔筒105。在此，泵站115至少包括泵115a，另外還可選擇性地包括三通閥、單向閥、加熱器等，用于給液冷系統(tǒng)提供動(dòng)力，同時(shí)依據(jù)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的指令實(shí)現(xiàn)控制流量、切換大小循環(huán)、以及加熱冷卻液等功能；液壓站118用于給風(fēng)機(jī)內(nèi)的液壓部件(例如偏航剎車系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子剎車系統(tǒng)、液壓變槳系統(tǒng)等)提供動(dòng)力及控制。圖3和圖4中的由點(diǎn)劃線構(gòu)成的圓圈表示塔筒105的位置。

在本實(shí)施例中，機(jī)艙二層平臺(tái)107可以為板狀結(jié)構(gòu)，并且可采用懸臂式布置形式，即，機(jī)艙二層平臺(tái)107的一端可固定于底座104上，另一端可懸空，優(yōu)選地，為了增大機(jī)艙二層平臺(tái)107的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可在機(jī)艙二層平臺(tái)107下設(shè)置多根橫梁。此外，機(jī)艙二層平臺(tái)107的下方可安裝有機(jī)艙一層平臺(tái)行車110，用于吊裝箱變116和發(fā)電機(jī)換熱器117及其內(nèi)部組件等以便于維護(hù)和更換。此外，靠近機(jī)艙103的頂部可安裝有機(jī)艙二層平臺(tái)行車111，用于吊裝箱變116、發(fā)電機(jī)換熱器117、變流柜114、泵站115和液壓站118及其內(nèi)部組件等。此外，在機(jī)艙二層平臺(tái)的靠近機(jī)艙103的尾部的位置可設(shè)置有天井113，用于機(jī)艙二層平臺(tái)與機(jī)艙一層平臺(tái)之間的物資運(yùn)送或者維護(hù)機(jī)艙一層平臺(tái)上的組件。

在下文中，將參照?qǐng)D5至圖8詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)的液冷循環(huán)系統(tǒng)和風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)的液冷循環(huán)系統(tǒng)拓?fù)鋱D，其中，拓?fù)鋱D并未示出液冷循環(huán)系統(tǒng)中的膨脹罐、過(guò)濾器以及各待冷卻設(shè)備的冷卻液管道進(jìn)出口的閥門等。

液冷循環(huán)系統(tǒng)可包括設(shè)置在機(jī)艙103頂部的外部換熱器106、設(shè)置在機(jī)艙103內(nèi)部的泵站115和發(fā)電機(jī)換熱器117，泵站115的出口側(cè)管路連接到待冷卻設(shè)備的進(jìn)口側(cè)管路，待冷卻設(shè)備的出口側(cè)管路連接到發(fā)電機(jī)換熱器117的進(jìn)口側(cè)管路，發(fā)電機(jī)換熱器117的出口側(cè)管路分支為兩路，一路直接連接到三通閥130的一個(gè)進(jìn)口，另一路經(jīng)由外部換熱器106連接到三通閥130的另一個(gè)進(jìn)口，三通閥130的出口連接到泵站115的進(jìn)口側(cè)管路，相應(yīng)地，從泵站115流出的冷卻液先流入機(jī)艙103內(nèi)的待冷卻設(shè)備之后流入發(fā)電機(jī)換熱器117，從發(fā)電機(jī)換熱器117流出的冷卻液通過(guò)三通閥130的控制選擇性地通過(guò)外部換熱器106或直接回流到泵站115。優(yōu)選地，發(fā)電機(jī)換熱器117可以為液空換熱器(例如，水空換熱器)，外部換熱器106也可以為液空換熱器。此外，在本實(shí)施例中，泵站115的每臺(tái)泵115a的冷卻液管道進(jìn)出口均可設(shè)置有單向閥，用于泵交替運(yùn)行、故障泵隔離以及泵更換作業(yè)等，類似地，待冷卻設(shè)備(諸如箱變116、變流柜114、液壓站115)和發(fā)電機(jī)換熱器117的冷卻液管道進(jìn)出口也可設(shè)置有單向閥，用于在更換或移動(dòng)這些設(shè)備時(shí)快速地?cái)嚅_或連接冷卻液管道，而無(wú)需排空整個(gè)液冷循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻液。在本實(shí)施例中，三通閥130可以為電動(dòng)三通閥，用于切換液冷循環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)外循環(huán)，具體地，控制液冷循環(huán)系統(tǒng)是否向外界散熱(即，是否與外部換熱器106連接)，內(nèi)循環(huán)為與外部換熱器106不連接(旁路)情況下的液冷循環(huán)，外循環(huán)為與外部換熱器106連接情況下的液冷循環(huán)，以使風(fēng)力發(fā)電組有效地散熱，并且便于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在嚴(yán)寒天氣剛啟動(dòng)時(shí)對(duì)待冷卻設(shè)備進(jìn)行保溫。

下面將詳細(xì)地描述液冷循環(huán)系統(tǒng)的詳細(xì)布局以及冷卻液的流向。如圖5所示，泵115a的出口側(cè)可設(shè)置有用于分別測(cè)量流出泵115a的冷卻液的靜壓和溫度的靜壓傳感器115c和溫度傳感器115d，泵115a的進(jìn)口側(cè)可設(shè)置有用于測(cè)量流入泵115a的冷卻液的靜壓的靜壓傳感器115b，流經(jīng)水泵115a的流量可根據(jù)靜壓傳感器115b與靜壓傳感器115c求得靜壓差后，根據(jù)壓差-流量曲線求得。冷卻液在流出泵115a后可分成三個(gè)分支：第一分支，通往箱變116，箱變116的進(jìn)口側(cè)可設(shè)置有用于測(cè)量進(jìn)入第一分支的冷卻液的靜壓的靜壓傳感器116a，冷卻液管道的出口側(cè)可設(shè)置有用于分別測(cè)量流出第一分支后的冷卻液的靜壓和溫度的靜壓傳感器116b和溫度傳感器116c，流經(jīng)第一分支的流量可根據(jù)靜壓傳感器116a與靜壓傳感器116b求得靜壓差后，根據(jù)壓差-流量曲線求得；第二分支，通往變流柜114，由于變流柜114內(nèi)的功率器件(諸如IGBT等)對(duì)溫度較為敏感(其要求進(jìn)入的冷卻液溫度必須達(dá)到預(yù)定值)，因此變流柜114的冷卻液管道的進(jìn)口側(cè)可串聯(lián)電加熱器114e，用于當(dāng)流入的冷卻液的溫度較低時(shí)使冷卻液升溫，同時(shí)進(jìn)口側(cè)可設(shè)置用于分別測(cè)量當(dāng)電加熱器開啟后冷卻液流經(jīng)電加熱器后的溫度和靜壓的溫度傳感器114c和靜壓傳感器114a，出口側(cè)可設(shè)置有用于分別測(cè)量冷卻液流經(jīng)第二分支后的靜壓和溫度的靜壓傳感器114b和溫度傳感器114d，流經(jīng)第二分支的流量可根據(jù)靜壓傳感器114a與靜壓傳感器114b求得靜壓差后，根據(jù)壓差-流量曲線求得；第三分支，通往液壓站118的液壓站換熱器118a(例如，油水換熱器)，液壓站換熱器118a的進(jìn)口側(cè)可設(shè)置有用于測(cè)量進(jìn)入第三分支的冷卻液的靜壓的靜壓傳感器118b，冷卻液管道的出口側(cè)可設(shè)置有用于分別測(cè)量冷卻液流經(jīng)第三分支后的靜壓和溫度的靜壓傳感器118c和溫度傳感器118d，流經(jīng)第三分支的流量可根據(jù)靜壓傳感器118b與靜壓傳感器118c求得靜壓差后，根據(jù)壓差-流量曲線求得。冷卻液流經(jīng)三個(gè)分支后重新匯集到主回路并且流經(jīng)發(fā)電機(jī)換熱器117，在該主回路上發(fā)電機(jī)換熱器117的進(jìn)出口側(cè)可分別設(shè)置有用于測(cè)量冷卻液經(jīng)過(guò)三個(gè)分支重新匯集后的溫度的溫度傳感器117a以及用于測(cè)量冷卻液流經(jīng)發(fā)電機(jī)換熱器117后的溫度(即，通過(guò)發(fā)電機(jī)換熱器117完成了液體和空氣的熱交換之后的溫度)的溫度傳感器117b。發(fā)電機(jī)換熱器117的出口側(cè)管路被分支為兩路，一路直接連接到三通閥130的一個(gè)進(jìn)口，另一路經(jīng)由外部換熱器106連接到三通閥130的另一個(gè)進(jìn)口。由于發(fā)電機(jī)102的耐高溫能力高于箱變116和變流柜114，因此在本實(shí)施例中對(duì)箱變116和變流柜114冷卻之后再對(duì)發(fā)電機(jī)102冷卻。此外，如果待冷卻設(shè)備不止一個(gè)，那么將其與其它待冷卻設(shè)備并聯(lián)即可(即，可形成第四分支或更多分支)。

此外，在本實(shí)施例中，液冷循環(huán)系統(tǒng)所采用的泵可使用變頻器來(lái)控制，以可根據(jù)待冷卻設(shè)備的冷卻需求，通過(guò)控制離心泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)冷卻液的流量，從而改變環(huán)境控制系統(tǒng)的冷卻能力。此外，為了改變液冷系統(tǒng)的冷卻能力，還可通過(guò)增減運(yùn)行中的泵的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)冷卻液的流量，而根據(jù)實(shí)際需要，也可同時(shí)采用上述的兩種方式。

在本實(shí)施例中，僅示出了外部換熱器106，但不限于此。具體地講，根據(jù)實(shí)際需要，液冷循環(huán)系統(tǒng)還可包括安裝在外部換熱器上的變頻風(fēng)機(jī)，用于增強(qiáng)液冷循環(huán)系統(tǒng)的冷卻能力。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙環(huán)境溫濕度控制示意圖。如圖6所示，風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)的空氣循環(huán)在一個(gè)封閉空間中進(jìn)行，該封閉空間包括由機(jī)艙的一層108、機(jī)艙的二層109以及發(fā)電機(jī)102的內(nèi)部定子線圈(未示出)和鐵芯周圍的空氣流道(未示出)。整個(gè)封閉空間通過(guò)關(guān)閉底座蓋板門124(見圖2)、可拆卸機(jī)艙頂蓋125(見圖2)、活動(dòng)蓋板126(見圖2)、可拆卸蓋板122(見圖3)和活動(dòng)蓋板123(見圖3)與外界隔絕而形成。風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)可通過(guò)發(fā)電機(jī)換熱器117與液冷循環(huán)系統(tǒng)耦合，以實(shí)現(xiàn)將風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)中的熱量交換給液冷循環(huán)系統(tǒng)，或者從液冷循環(huán)系統(tǒng)中抽取熱量給風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)。具體地講，風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)換熱器107，發(fā)電機(jī)102內(nèi)部的空氣通過(guò)管路102a、102b被抽吸到發(fā)電機(jī)換熱器117，與流經(jīng)發(fā)電機(jī)換熱器117的冷卻液交換熱量，熱交換后的空氣被送出發(fā)電機(jī)換熱器117，流經(jīng)機(jī)艙103內(nèi)部流入發(fā)電機(jī)102內(nèi)部。在本實(shí)施例中，空氣循環(huán)從發(fā)電機(jī)換熱器117的空氣側(cè)出口開始，流經(jīng)機(jī)艙二層平臺(tái)107的天井113，沿著機(jī)艙二層平臺(tái)的上層空間流向發(fā)電機(jī)102，流經(jīng)發(fā)電機(jī)定子線圈和鐵芯并與其熱量交換后，流經(jīng)發(fā)電機(jī)的上下熱風(fēng)管102a和102b重新被抽吸進(jìn)入發(fā)電機(jī)換熱器117內(nèi)并與液冷循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行熱量交換。

此外，如圖6和圖8所示，在本實(shí)施例中，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)換熱器117左右對(duì)稱地布置在機(jī)艙一層平臺(tái)112上，每臺(tái)發(fā)電機(jī)換熱器117可包括集風(fēng)段117a、換熱器芯體117b和為風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)提供動(dòng)力的變頻風(fēng)機(jī)117c。集風(fēng)段117a上下均設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，集風(fēng)段117a的上進(jìn)風(fēng)口連接發(fā)電機(jī)102的上熱風(fēng)管102a，集風(fēng)段117a的下進(jìn)風(fēng)口連接發(fā)電機(jī)102的下熱風(fēng)管102b。此外，天井113靠近底座104的一側(cè)可設(shè)置有溫度傳感器113a和濕度傳感器113b，由于該位置既是機(jī)艙內(nèi)循環(huán)空氣的流經(jīng)路徑又遠(yuǎn)離機(jī)艙壁面區(qū)域，因此可避免機(jī)艙壁面溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，所測(cè)得的機(jī)艙內(nèi)環(huán)境的溫濕度值更具有代表性。

此外，在本實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)可設(shè)置有除濕機(jī)150，該除濕機(jī)150為轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)，轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)可包括再生風(fēng)進(jìn)風(fēng)管150a、再生風(fēng)出風(fēng)管150b和干空氣風(fēng)管(未示出)。由于濕空氣密度較輕，因此可將除濕機(jī)150布置在機(jī)艙二層109內(nèi)，優(yōu)選地，為了減少對(duì)平臺(tái)空間的占用，可將除濕機(jī)150布置到機(jī)艙二層平臺(tái)尾部靠近可拆卸機(jī)艙頂蓋125的位置。除濕機(jī)150的再生風(fēng)進(jìn)風(fēng)管150a的入口可設(shè)置在機(jī)艙尾部，再生風(fēng)出風(fēng)管150b的出口可設(shè)置在機(jī)艙底部，以將潮濕空氣排放到機(jī)艙103外部，采用此布置方式，由于再生風(fēng)出風(fēng)管接近垂直，積水容易在重力作用下排出，不易在再生風(fēng)出風(fēng)管150b內(nèi)積聚。由于當(dāng)發(fā)電機(jī)換熱器117中的變頻風(fēng)機(jī)啟動(dòng)以后，整個(gè)機(jī)艙內(nèi)的空氣循環(huán)，但發(fā)電機(jī)換熱器117與箱變116之間區(qū)域的空氣流動(dòng)性較差，因此可將除濕機(jī)150的排放干燥空氣的干空氣風(fēng)管的出口設(shè)置到發(fā)電機(jī)換熱器117與箱變116之間的區(qū)域。此外，除了傳統(tǒng)的采用除濕機(jī)的方式之外，還可采用其他多種方式，例如，可從液冷循環(huán)系統(tǒng)中抽取熱量來(lái)加熱循環(huán)空氣的方式，或者給發(fā)電機(jī)加電壓讓發(fā)電機(jī)定子線圈來(lái)加熱循環(huán)空氣的方式。

此外，為了過(guò)濾機(jī)艙內(nèi)的循環(huán)空氣、去除空氣中的鹽顆粒和灰塵等雜物以達(dá)到凈化機(jī)艙內(nèi)空氣的目的，機(jī)艙二層平臺(tái)天井113位置處還可設(shè)置有過(guò)濾器，以降低外界侵入機(jī)艙內(nèi)的空氣對(duì)機(jī)艙內(nèi)環(huán)境的影響。此外，在本實(shí)施例中，為了確?？諝獍凑丈鲜鲈O(shè)計(jì)路徑流動(dòng)，同時(shí)減小箱變對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)氣溫度的影響，還可在箱變116與底座104之間的區(qū)域設(shè)置空氣屏障。

為了更好地理解本發(fā)明的公開內(nèi)容，下文中將詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)的控制方法。

液冷循環(huán)控制可包括：當(dāng)溫度傳感器115d測(cè)得的溫度值低于第一溫度設(shè)定值時(shí)，三通閥130動(dòng)作，斷開a-c回路，連通a-b回路，以使冷卻液不經(jīng)過(guò)外部換熱器106(即，使冷卻液在流經(jīng)發(fā)電機(jī)換熱器117之后直接回流到泵站115)，啟動(dòng)電加熱器114e，并且根據(jù)溫度傳感器114c測(cè)得的溫度來(lái)調(diào)節(jié)液冷循環(huán)系統(tǒng)中冷卻液的流量或電加熱器114e的加熱功率，防止被電加熱器114e加熱后的冷卻液溫度超過(guò)變流柜114的限制；當(dāng)溫度傳感器117b測(cè)得的溫度值達(dá)到第二溫度設(shè)定值時(shí)，三通閥斷開a-b回路，連通a-c回路，使冷卻液流經(jīng)外部換熱器106，同時(shí)根據(jù)溫度傳感器115d和117a測(cè)得的溫度值來(lái)調(diào)節(jié)液冷系統(tǒng)中冷卻液的流量；當(dāng)溫度傳感器117b測(cè)得的溫度值達(dá)到第三溫度設(shè)定值時(shí)，并且冷卻液的流量已經(jīng)達(dá)到最大流量值時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組降容運(yùn)行，同時(shí)在系統(tǒng)中進(jìn)行記錄。需要說(shuō)明的是：第一溫度設(shè)定值<第二溫度設(shè)定值<第三溫度設(shè)定值。

風(fēng)冷循環(huán)控制可包括：當(dāng)機(jī)艙內(nèi)的溫度傳感器113a測(cè)得的溫度值高于機(jī)艙溫度設(shè)定值時(shí)，調(diào)高發(fā)電機(jī)換熱器117的變頻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，增大空氣循環(huán)經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)換熱器117的流量，同時(shí)通知液冷循環(huán)系統(tǒng)相應(yīng)增大冷卻液的流量；當(dāng)機(jī)艙內(nèi)的溫度傳感器113a和濕度傳感器113b測(cè)得的濕度值高于濕度設(shè)定值、溫度值較低(即，低于機(jī)艙溫度設(shè)定值)且此時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，通知液冷循環(huán)系統(tǒng)中的三通閥130動(dòng)作，斷開a-c回路，連通a-b回路，使得液冷循環(huán)系統(tǒng)的冷卻液不流經(jīng)外部換熱器106(即，使冷卻液在流經(jīng)發(fā)電機(jī)換熱器117之后直接回流到泵站115)，以提高液冷循環(huán)系統(tǒng)的冷卻液的溫度，從而通過(guò)發(fā)電機(jī)換熱器117從液冷循環(huán)系統(tǒng)中抽取熱量來(lái)加熱機(jī)艙內(nèi)循環(huán)空氣的溫度，以此降低機(jī)艙內(nèi)環(huán)境的相對(duì)濕度；當(dāng)機(jī)艙內(nèi)的溫度傳感器113a和濕度傳感器113b測(cè)得的濕度值高于濕度設(shè)定值、溫度值較高(即，高于機(jī)艙溫度設(shè)定值)并且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正在運(yùn)行發(fā)電中時(shí)，啟動(dòng)除濕機(jī)150進(jìn)行除濕；當(dāng)機(jī)艙內(nèi)的溫度傳感器113a和濕度傳感器113b測(cè)得的濕度值高于濕度設(shè)定值且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不在發(fā)電狀態(tài)(例如，停機(jī)狀態(tài))時(shí)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)換熱器117的變頻風(fēng)機(jī)，使機(jī)艙內(nèi)的空氣循環(huán)流動(dòng)起來(lái)，然后啟動(dòng)除濕機(jī)150進(jìn)行除濕，或向發(fā)電機(jī)線圈通電利用定子線圈來(lái)加熱循環(huán)空氣或者兩種方法同時(shí)實(shí)施，以降低機(jī)艙內(nèi)的相對(duì)濕度；當(dāng)機(jī)艙內(nèi)的溫度傳感器113a測(cè)得的溫度值高于最大溫度設(shè)定值時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組降容運(yùn)行。需要說(shuō)明的是，機(jī)艙溫度設(shè)定值可位于第二溫度設(shè)定值與第三溫度設(shè)定值之間。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)、變流柜、箱變以及液壓站等風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要發(fā)熱設(shè)備的冷卻，簡(jiǎn)化了環(huán)境控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高了環(huán)境控制系統(tǒng)的整體性。

此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)的風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)可通過(guò)與液冷循環(huán)系統(tǒng)的耦合以及采用空冷發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)與外界環(huán)境的隔絕，不僅同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)電機(jī)和機(jī)艙內(nèi)環(huán)境進(jìn)行控制，而且還避免了現(xiàn)有技術(shù)中的通風(fēng)散熱方式的弊端。

此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可采取如上所述的多種方式進(jìn)行濕度控制，而且通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)艙內(nèi)環(huán)境的溫濕度控制后，可為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)的重要設(shè)備提供良好的運(yùn)行工作環(huán)境。此外，由于空氣可循環(huán)流動(dòng)，因此大大增加除濕效率。

此外，根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，由于變流柜和箱變被集成到機(jī)艙內(nèi)，縮短了低壓動(dòng)力電纜以及配電電纜和控制電纜的長(zhǎng)度，顯著降低了電纜成本，同時(shí)減小了空間占用，而且便于控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)部環(huán)境的溫濕度。

雖然上面已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有公知常識(shí)者在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做出各種的修改和變型。但是應(yīng)當(dāng)理解，在本領(lǐng)域技術(shù)人員看來(lái)，這些修改和變形仍將落入權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的精神和范圍內(nèi)。