本發(fā)明涉及檢測技術領域，尤其涉及一種制動電阻的溫度檢測方法及溫度檢測系統(tǒng)。

背景技術：

風力發(fā)電機組包括機側變流器和網(wǎng)側變流器，直流母線連接在機側變流器和網(wǎng)側變流器之間，為了保證直流母線的母線電壓在安全電壓范圍內(nèi)，需要在變流器的直流母線上連接制動回路。制動回路包括制動電阻和電力電子開關等，檢測到母線電壓超過制動電壓閾值時，電力電子開關閉合，制動電阻工作從而將直流母線上的能量消耗掉，保證母線電壓在安全電壓范圍內(nèi)；待母線電壓降到安全電壓閾值，電力電子開關打開，制動電阻停止工作。由于制動電阻工作時，制動電阻的溫度很高，常達到幾百攝氏度，如果采用溫度傳感器對制動電阻進行溫度檢測，則需要采用耐高溫材料的溫度傳感器，成本比較高；同時，制動電阻工作時，制動電阻的電壓很高，可以達到700v以上，如果采用溫度傳感器對制動電阻進行溫度檢測，則需要采用高絕緣材料的溫度傳感器，進一步地，如果溫度傳感器的絕緣被破壞則制動電阻的高電壓可能會擊穿溫度傳感器，因此溫度傳感器需要具有較高的隔離耐壓能力。

制動電阻工作時在短時間內(nèi)吸收大量能量，從而制動電阻的溫度急劇升高，正常情況下，制動電阻有充足的時間通過自然冷卻的方式緩慢恢復到接近環(huán)境溫度。但是如果制動電阻頻繁啟動，則制動電阻沒有足夠時間冷卻，使得制動電阻的溫度不斷上升，最終導致制動電阻或者制動電阻附近的絕緣件過熱燒毀，嚴重地會造成制動電阻附近的器物起火等后果。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種制動電阻的溫度檢測方法及溫度檢測系統(tǒng)，對制動電阻進行溫度監(jiān)控。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供一種制動電阻的溫度檢測方法，所述方法包括：獲取采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量；根據(jù)所述吸收能量確定所述制動電阻在所述采樣時間間隔內(nèi)的溫度升高值；根據(jù)所述制動電阻在上一采樣時刻的溫度、所述溫度升高值、當前采樣時刻的環(huán)境溫度及所述采樣時間間隔確定所述制動電阻在所述采樣時間間 隔內(nèi)的溫度降低值；根據(jù)所述制動電阻在所述上一采樣時刻的溫度、所述溫度升高值以及所述溫度降低值確定所述制動電阻在當前采樣時刻的溫度。

進一步地，所述溫度檢測方法應用于風力發(fā)電機組中，所述風力發(fā)電機組包括機側變流器、網(wǎng)側變流器、直流母線和制動回路，所述直流母線連接在所述機側變流器和所述網(wǎng)側變流器之間，所述直流母線上連接所述制動回路，所述制動電阻安裝在所述制動回路中。

進一步地，所述獲取采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量的處理包括：獲取所述機側變流器在所述當前采樣時刻的機側功率以及所述網(wǎng)側變流器在所述當前采樣時刻的網(wǎng)側功率，將所述機側功率與所述網(wǎng)側功率之間的差值乘以所述采樣時間間隔得到所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量。

進一步地，所述獲取采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量的處理包括：根據(jù)所述制動電阻在所述上一采樣時刻的溫度、所述制動電阻的溫度漂移系數(shù)及所述制動電阻的阻值基準值確定所述制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值；根據(jù)所述直流母線在所述當前采樣時刻的母線電壓、所述制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值和所述采樣時間間隔確定所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量。

進一步地，所述根據(jù)所述直流母線在所述當前采樣時刻的母線電壓、所述制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值和所述采樣時間間隔確定所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量的處理包括：如果所述制動回路通過脈寬調(diào)制方式控制所述制動電阻，則根據(jù)確定所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量，其中q吸為所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量，u母線為所述當前采樣時刻的母線電壓，t為所述采樣時間間隔，r為所述制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值，u0為所述制動回路的制動啟動電壓閾值，δu為預設的電壓常數(shù)。

進一步地，所述根據(jù)所述直流母線在所述當前采樣時刻的母線電壓、所述制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值和所述采樣時間間隔確定所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量的處理包括：如果所述制動回路通過滯環(huán)控制方式控制所述制動電阻，則根據(jù)確定所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量，其中q吸為所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量，u母線為所述當前采樣時刻的母線電壓，t為 所述采樣時間間隔，r為所述制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值。

進一步地，所述方法還包括：當所述制動電阻在當前采樣時刻的溫度大于或等于所述制動電阻的溫度預警閾值時，生成制動電阻預警信號。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種用于風力發(fā)電機組的制動電阻的溫度檢測系統(tǒng)，所述溫度檢測系統(tǒng)包括溫度檢測裝置、機側變流器、網(wǎng)側變流器、直流母線和制動回路，所述直流母線連接在所述機側變流器和所述網(wǎng)側變流器之間，所述直流母線上連接所述制動回路，所述制動電阻安裝在所述制動回路中，所述溫度檢測裝置與所述制動回路相連，所述溫度檢測裝置用于執(zhí)行如前任一種所述的制動電阻的溫度檢測方法。

進一步地，所述溫度檢測裝置集成在所述風力發(fā)電機組的變流器控制器中。

進一步地，所述溫度檢測系統(tǒng)安裝在所述風力發(fā)電機組的變流柜中。進一步地，所述溫度檢測系統(tǒng)安裝在所述風力發(fā)電機組的變流柜中。

采用本發(fā)明實施例提供的制動電阻的溫度檢測方法及溫度檢測系統(tǒng)，通過首先計算制動溫度吸收的熱量，再根據(jù)該熱量計算制動電阻的當前溫度，實現(xiàn)對制動電阻的溫度無接觸測量，無需設置用于測量制動電阻溫度的溫度傳感器，安全可靠性高。

附圖說明

圖1示出本發(fā)明實施例一中的制動電阻的溫度檢測方法的流程示意圖；

圖2示出本發(fā)明實施例二中一種用于風力發(fā)電機組的制動電阻的溫度檢測系統(tǒng)的結構示意圖。

附圖標記說明：

210-溫度檢測裝置、220-機側變流器、230-網(wǎng)側變流器、240-直流母線、250-制動回路、260-制動電阻、270-發(fā)電機、280-并網(wǎng)變壓器、290-電網(wǎng)。

具體實施方式

下面結合附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。

實施例一

圖1示出本發(fā)明實施例一中的制動電阻的溫度檢測方法的流程示意圖。參見圖1，一種制動電阻的溫度檢測方法包括s110、s120、s130和s140。

在s110，獲取采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量，所述采樣時間間隔是指從上一采樣時刻到當前采樣時刻的時間間隔。

對于采用交流-直流-交流拓撲結構的變頻器或者變流器而言，在變頻器或者變流器的直流母線上連接制動回路，制動回路包括電力電子開關和制動電阻。預先設置采樣時間間隔為t，當前采樣時刻為ti，上一采樣時刻為ti-1，即ti-ti-1＝t；例如采樣時間間隔t可以為1秒或者0.5秒等等。

在本實施例中，可以根據(jù)直流母線的母線電壓獲取采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量，即將所述制動電阻在所述上一采樣時刻的溫度作為所述制動電阻在當前采樣時刻溫度的第二假定值，根據(jù)所述當前采樣時刻溫度的第二假定值確定所述制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值；根據(jù)所述直流母線在所述當前采樣時刻的母線電壓、所述制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值和所述采樣時間間隔確定所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量。

具體地，制動回路控制制動電阻的方式包括脈寬調(diào)制或者滯環(huán)控制的方式，如果所述制動回路通過脈寬調(diào)制方式控制所述制動電阻，則根據(jù)

確定所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量，其中q吸為所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量，u母線為所述當前采樣時刻的母線電壓，t為所述采樣時間間隔，r為所述制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值，duty為制動電阻的輸出占空比。

在制動回路通過脈寬調(diào)制方式控制制動電阻的方式中：

其中，u0為所述制動回路的制動啟動電壓閾值，δu為預設的電壓常數(shù)。

如果所述制動回路通過滯環(huán)控制方式控制所述制動電阻，則根據(jù)

確定所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量，其中q吸為所述 采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量，u母線為所述當前采樣時刻的母線電壓，t為所述采樣時間間隔，r為所述制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值。

上述公式(1)和公式(3)中所述制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值r根據(jù)公式(4)確定。

r＝k×t+r0(4)

其中，r為制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值，k為制動電阻的溫度漂移系數(shù)(為常數(shù))，r0為制動電阻的阻值基準值(為常數(shù))，t為制動電阻在上一采樣時刻的溫度，在本實施例中，將制動電阻在所述上一采樣時刻的溫度t作為所述制動電阻在當前采樣時刻溫度的第二假定值從而通過公式(4)計算制動電阻在所述當前采樣時刻的電阻值。

可選地，對于將本實施例的溫度檢測方法應用于風力發(fā)電機組中的情況下，所述風力發(fā)電機組包括機側變流器、網(wǎng)側變流器、直流母線和制動回路，所述直流母線連接在所述機側變流器和網(wǎng)側變流器之間，所述直流母線上連接制動回路，所述制動電阻安裝在所述制動回路中。還可以獲取所述機側變流器在所述當前采樣時刻的機側功率以及所述網(wǎng)側變流器在所述當前采樣時刻的網(wǎng)側功率，根據(jù)所述機側功率、網(wǎng)側功率和所述采樣時間間隔確定所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量。

具體地，可以根據(jù)

q吸＝(p機-p網(wǎng))·t(5)

確定所述當前采樣時刻所述制動電阻的吸收能量，其中q吸為所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量，p機為所述機側功率，p網(wǎng)為所述網(wǎng)側功率，t為所述采樣時間間隔。

在s120，根據(jù)所述吸收能量確定所述制動電阻在所述采樣時間間隔內(nèi)的溫度升高值。

具體地，可以根據(jù)

確定所述制動電阻在所述采樣時間間隔內(nèi)的溫度升高值，其中△t升為所述制動電阻在所述采樣時間間隔內(nèi)的溫度升高值，q吸為所述采樣時間間隔內(nèi)所述制動電阻的吸收能量，c為所述制動電阻的比熱容(為常數(shù))，m為所述制動電阻的質(zhì)量(為常數(shù))。

在s130，根據(jù)所述制動電阻在上一采樣時刻的溫度、所述溫度升高值、當前采樣時刻的環(huán)境溫度及所述采樣時間間隔確定所述制動電阻在所述采樣時間間隔內(nèi)的溫度降低值。

具體地，將所述制動電阻在所述上一采樣時刻的溫度根據(jù)所述溫度升高值變化后的溫度值作為所述制動電阻在當前采樣時刻溫度的第一假定值，根據(jù)所述當前采樣時刻溫度的第一假定值確定所述制動電阻在所述采樣時間間隔內(nèi)的溫度降低值。

進一步地，可以根據(jù)

△t降＝-τ·(t+△t升-t0)·t(7)

確定所述制動電阻在所述采樣時間間隔內(nèi)的溫度降低值，其中，△t降為確定所述制動電阻在所述采樣時間間隔內(nèi)的溫度降低值，τ為所述制動電阻的散熱系數(shù)(為常數(shù))，t0為環(huán)境溫度，t為所述采樣時間間隔，t+△t升為制動電阻在上一采樣時刻的溫度根據(jù)溫度升高值變化后的溫度值，在本實施例中將制動電阻在上一采樣時刻的溫度根據(jù)溫度升高值變化后的溫度值作為所述制動電阻在當前采樣時刻溫度的第一假定值從而通過公式(7)計算制動電阻在所述采樣時間間隔內(nèi)的溫度降低值。

在s140，將所述制動電阻在所述上一采樣時刻的溫度、所述溫度升高值以及所述溫度降低值確定所述制動電阻在當前采樣時刻的溫度。

可選地，本實施例的溫度檢測方法還可以包括：當所述制動電阻在當前采樣時刻的溫度大于或等于所述制動電阻的溫度預警閾值時，生成制動電阻預警信號。

采用本實施例的技術方案，根據(jù)采樣時間間隔內(nèi)制動電阻的吸收能量確定制動電阻在采樣時間間隔內(nèi)的溫度升高值；將所述制動電阻在上一采樣時刻的溫度根據(jù)溫度升高值變化后的溫度值作為所述制動電阻在當前采樣時刻溫度的第一假定值，根據(jù)所述當前采樣時刻溫度的第一假定值確定所述制動電阻在所述采樣時間間隔內(nèi)的溫度降低值；將所述制動電阻在所述上一采樣時刻的溫度根據(jù)所述溫度升高值以及所述溫度降低值變化后的溫度值作為所述制動電阻在當前采樣時刻的溫度。通過制動電阻在上一采樣時刻的溫度和當前采樣時刻獲取的制動電阻的運行參數(shù)(包括但不限于吸收能量等)確定制動電阻當前采樣時刻的溫度，實現(xiàn)對制動電阻的溫度無接觸測量，安全可靠性高。

實施例二

圖2示出本發(fā)明實施例二中一種用于風力發(fā)電機組的制動電阻的溫度檢測系統(tǒng)的結構示意圖。本實施例提供的用于風力發(fā)電機組的制動電阻的溫度檢測系統(tǒng)在風力發(fā)電機組中執(zhí)行實施例一中的制動電阻的溫度檢測方法。參見圖2，溫度檢測系統(tǒng)包括溫度檢測裝置210、機側變流器220、網(wǎng)側變流器230、直流母線240和制動回路250，所述直流母線240連接在所述機側變流器220和網(wǎng)側變流器230之間，所述直流母線240上連接制動回路250，所述制動電阻260安裝在所述制動回路250中，所述溫度檢測裝置210與所述制動回路250相連，所述溫度檢測裝置210用于執(zhí)行實施例一中所述的制動電阻的溫度檢測方法。為了示例性說明本實施例用于風力發(fā)電機組的制動電阻的溫度檢測系統(tǒng)的應用環(huán)境，圖2中還示出了發(fā)電機270、并網(wǎng)變壓器280和電網(wǎng)290，其中機側變流器220與發(fā)電機270連接，網(wǎng)側變流器230通過并網(wǎng)變壓器280連接電網(wǎng)290。

進一步地，所述溫度檢測裝置集成在所述風力發(fā)電機組的變流器控制器中。

進一步地，所述溫度檢測系統(tǒng)安裝在所述風力發(fā)電機組的變流柜中。

采用本實施例的技術方案，根據(jù)采樣時間間隔內(nèi)制動電阻的吸收能量確定制動電阻在采樣時間間隔內(nèi)的溫度升高值；將所述制動電阻在上一采樣時刻的溫度根據(jù)溫度升高值變化后的溫度值作為所述制動電阻在當前采樣時刻溫度的第一假定值，根據(jù)所述當前采樣時刻溫度的第一假定值確定所述制動電阻在所述采樣時間間隔內(nèi)的溫度降低值；將所述制動電阻在所述上一采樣時刻的溫度根據(jù)所述溫度升高值以及所述溫度降低值變化后的溫度值作為所述制動電阻在當前采樣時刻的溫度。通過制動電阻在上一采樣時刻的溫度和當前采樣時刻獲取的制動電阻的運行參數(shù)(包括但不限于吸收能量等)確定制動電阻當前采樣時刻的溫度，實現(xiàn)對制動電阻的溫度無接觸測量，安全可靠性高。

上述根據(jù)本發(fā)明的方法可在硬件、固件中實現(xiàn)，或者被實現(xiàn)為可存儲在記錄介質(zhì)(諸如cdrom、ram、軟盤、硬盤或磁光盤)中的軟件或計算機代碼，或者被實現(xiàn)通過網(wǎng)絡下載的原始存儲在遠程記錄介質(zhì)或非暫時機器可讀介質(zhì)中并將被存儲在本地記錄介質(zhì)中的計算機代碼，從而在此描述的方法可被存儲在使用通用計算機、專用處理器或者可編程或專用硬件(諸如asic或fpga)的記錄介質(zhì)上的這樣的軟件處理。可以理解，計算機、處理器、微處理器控制器或可編程硬件包括可存儲或接收軟件或計算機代碼的存儲組件(例如，ram、rom、閃存等)，當 所述軟件或計算機代碼被計算機、處理器或硬件訪問且執(zhí)行時，實現(xiàn)在此描述的處理方法。此外，當通用計算機訪問用于實現(xiàn)在此示出的處理的代碼時，代碼的執(zhí)行將通用計算機轉換為用于執(zhí)行在此示出的處理的專用計算機。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。