CN102914380A - 风力发电机组变流器所用制动电阻的温度预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力发电机组变流器所用制动电阻的温度预测方法，包括的步骤为在第k时刻计算得出制动电阻上的能量增量，即可通过比热公式求出制动电阻的温升，制动电阻的温升加上环境温度得到制动电阻的温度。通过计算机离散控制***，对第k采样周期前的电压电流做功产生的热量、热对流散发的热量、热辐射散发的热量和热传导散发的热量进行求和，即可得出在第k个采样周期能量的增量，通过比热公式，计算得出制动电阻上的温升，此温升加上环境温度为制动电阻的温度。本发明制动电阻温度预测方法，省去了温度传感器和采样计算***，降低风力发电机组的成本。属于要求省略发明。并且消除了温度测量的滞后，可以起到实时保护制动电阻，防止制动电阻过温烧毁。
Description
技术领域
本发明涉及一种风力发电机组，尤其是其上的制动机组变流器所用制动电阻温度预测方法。
背景技术
1. 传统感温元件测温PT100作为一种常用的测温元件，材质为铂金属，其测量温度的原理是当PT100上的温度变化时，其阻值发生正比的变化，利用这一特性，可以用来测量温度的变化，使用PT100进行测量制动电阻的温度是可行的，但是当制动电阻的温度在几百毫秒内上升数百度时，PT100存在温度测量滞后的问题，即连接在制动电阻上的PT100需要一定时间才能达到制动电阻的温度，使用PT100测温***不能达到实时监测制动电阻温度的要求。
2. 制动电阻温度预测技术针对于PT100的温度滞后问题，通过制动电阻上的电压、电流，基于热对流公式和热辐射公式和热传导公式（由于公式是现有技术，在此不必赘述），可以计算得出制动电阻上的能量增量，进而可以实时监测制动电阻的温度。
制动电阻投入工作时是一个发热体，其上加载直流电压，产生直流电流，此直流电压和直流电流通过风力发电机组变流器自带的采样***得到，无需增加电压电流的采样***，每个采样周期内直流电压和直流电流产生的热量可以通过计算得到，制动电阻单位时间的散热量根据热对流、热传导和热辐射公式可以计算得到，这样在第k采样周期前制动电阻的能量增量可以计算得出，再根据比热公式可以计算得到第k采样周期制动电阻上的温升，制动电阻的温升加上环境温度为制动电阻的温度。
采用PT100测量制动电阻的温度时，PT100的温度在时间上会滞后于发热体的温度，这样使用PT100进行测温时，不能得到温度的实时值，PT100测量的温度滞后于发热体温度一段时间。
制动电阻温度的测量要求实时性较高，因为制动电阻的温度在几秒内就能达到数百度，如果温度测量滞后，会导致制动电阻过温烧毁。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种风力发电机组变流器所用制动电阻组所用制动电阻的温度预测方法，实时采集的制动电阻上的电压电流信号，并结合热辐射、热对流和热传导公式，对制动电阻的温度进行实时估算，以达到实时监测制动电阻的温度。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种风力发电机组变流器所用制动电阻的温度预测方法，包括如下步骤：
a、计算出制动电阻吸收的能量，即制动电阻上电压电流做功产生的热量，热量公式为：P=u(t)*i(t) ,其中， P为热量，u（t）为电压，i（t）为电流，t为时间；
再通过计算机离散***的进行离散处理后，对k个采样周期内做功的热量求和，得出制动电阻上因为电压电流做功产生的制动电阻吸收的总热量；
b、计算制动电阻释放的总能量，包括热对流散发的热量、热辐射散发的热量和热传导散发的热量；通过热对流公式、热辐射公式和热传导公式计算后，再进行离散化处理，并对k个采样周期内散发的总热量进行求和，得出在k个采样周期内，制动电阻通过热对流、热辐射和热传导散发的制动电阻释放的总能量总和；
c、在第k个采样周期内，得到的所述制动电阻吸收的总能量和所述制动电阻释放的总能量，即可求出制动电阻第k个采样周期内能量的增量，通过比热公式，即可求出制动电阻的温升，此温升加上环境温度得到制动电阻的温度。
本发明达到的技术效果如下：
1、节省成本：本发明中制动电阻温度预测方法，省去了温度传感器和采样计算***，可以大幅降低风力发电机组的成本。属于要求省略发明。
2、制动电阻实时保护，本发明中制动电阻温度预测方法，消除了温度测量的滞后，可以起到实时保护制动电阻，防止制动电阻过温烧毁。
具体实施方式
本发明一种风力发电机组变流器所用制动电阻机组所用制动电阻的温度预测方法，原理为：其具有电压电流做功产生的热量、热对流散发的热量、热辐射散发的热量和热传导散发的热量。根据能量守恒定律，制动电阻的温升由其上的能量变化决定，即制动电阻吸收能量大于通过热对流等方式释放的能量时，制动电阻的温升增加，反之温升下降。通过能量变化和温升的这一关系，在计算机离散***内，只要在第k个采样周期计算得出第k采样周期前制动电阻上能量增量的总和，即可求出第k采样周期制动电阻的温升，在k时刻计算得出制动电阻上的能量增量，即可求出制动电阻的温升，制动电阻的温升加上环境温度得到制动电阻的温度。通过计算机离散控制***，对第k采样周期前的电压电流做功产生的热量、热对流散发的热量、热辐射散发的热量和热传导散发的热量进行求和，即可得出在第k个采样周期能量的增量，通过比热公式，即可计算得出制动电阻上的温升，此温升加上环境温度为制动电阻的温度。
本发明一种风力发电机组变流器所用制动电阻的温度预测方法，包括具体如下步骤：
a、计算出制动电阻吸收的能量，即制动电阻上电流电压做功产生的热量，热量公式为：P=u(t)*i(t) ,其中， P为热量，u（t）为电压，i（t）为电流，t为时间；
再通过计算机离散***的进行离散处理后，对k个采样周期内做功的热量求和，得出制动电阻上因为电压电流做功产生的制动电阻吸收的总热量；
b、计算制动电阻释放的总能量，包括热对流散发的热量、热辐射散发的热量和热传导散发的热量；通过热对流公式、热辐射公式和热传导公式计算后，再进行离散化处理，并对k个采样周期内散发的总热量进行求和，得出在k个采样周期内，制动电阻通过热对流、热辐射和热传导散发的制动电阻释放的能量总和；
c、在第k个采样周期内，得到的所述制动电阻吸收的总能量和所述制动电阻释放的总能量，即可求出制动电阻第k个采样周期内能量的增量，通过比热公式，即可求出制动电阻的温升，此温升加上环境温度得到制动电阻的温度。
本发明的温度预测方法，解决了现有技术中PT100测温时存在时间上的滞后问题，
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种风力发电机组变流器所用制动电阻的温度预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、计算出制动电阻吸收的能量，即制动电阻上电压电流做功产生的热量，热量公式为：P=u(t)*i(t) ,其中， P为热量，u(t)为电压瞬时值，i（t）为电流瞬时值，t为时间；
再通过计算机离散***的进行离散处理后，对k个采样周期内做功的热量求和，得出制动电阻上因为电压电流做功产生的制动电阻吸收的总热量；
b、计算制动电阻释放的总能量，包括热对流散发的热量、热辐射散发的热量和热传导散发的热量；通过热对流公式、热辐射公式和热传导公式计算后，再进行离散化处理，并对k个采样周期内散发的总热量进行求和，得出在k个采样周期内，制动电阻通过热对流、热辐射和热传导散发的制动电阻释放的总能量总和；
c、在第k个采样周期内，得到的所述制动电阻吸收的总能量和所述制动电阻释放的总能量，即可求出制动电阻第k个采样周期内能量的增量，通过比热公式，即可求出制动电阻的温升，此温升加上环境温度得到制动电阻的温度。
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