本發(fā)明涉及風電技術領域，尤其涉及一種風力發(fā)電機缺相檢測方法及裝置。

背景技術：

風力發(fā)電機缺相問題是風力發(fā)電機的運行安全性問題之一。通常，導致風力發(fā)電機缺相的原因有以下兩種：一是，在風力發(fā)電機的裝機過程中，風力發(fā)電機與變流器之間的電纜由于處于垂直狀態(tài)，其安裝工藝不達標極易出現(xiàn)電纜脫離，導致風力發(fā)電機缺相；二是，風力發(fā)電機并網(wǎng)發(fā)電后，整機將在一個固有頻率范圍內(nèi)處于振動狀態(tài)，由于風力發(fā)電機的振動使得電纜震松，甚至是脫落，導致風力發(fā)電機缺相。

現(xiàn)有技術中，對于上述安裝工藝不達標的情況，可在風力發(fā)電機的裝機完成后，通過人工檢查風力發(fā)電機與變流器之間的電纜是否符合安裝工藝要求。但是人工檢查必須在停機狀態(tài)下進行，并不適用于風力發(fā)電機在運行過程中的缺相檢測。

然而，在風力發(fā)電機運行過程中，如不及時、有效地判斷出風力發(fā)電機缺相，從而采取相關措施，將會引起更為嚴重的安全事故。目前，并沒有能夠及時、有效地判斷運行過程中的風力發(fā)電機缺相的相關方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例的目的在于，提供一種風力發(fā)電機缺相檢測方法及裝置，以實現(xiàn)及時、有效地對運行過程中的風力發(fā)電機是否缺相進行判斷。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種風力發(fā)電機缺相檢測方法，包括：實時獲取風力發(fā)電機處于運行過程中的三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值；根據(jù)所述三相電流值、所述輸出電壓值和所述發(fā)電功率值，判斷所述風力發(fā)電機是否缺相。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種風力發(fā)電機缺相檢測裝置，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊，用于實時獲取風力發(fā)電機處于運行過程中的三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值；缺相判斷模塊，用于根據(jù)所述三相電流值、所述輸出電壓值和所述發(fā)電功率值，判斷所述風力發(fā)電機是否缺相。

本發(fā)明實施例提供的風力發(fā)電機缺相檢測方法及裝置，通過實時獲取風力發(fā)電機處于運行過程中的三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值，進一步根據(jù)獲取到的三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值，判斷風力發(fā)電機是否缺相。相比現(xiàn)有技術而言，實現(xiàn)了及時、有效地對運行過程中的風力發(fā)電機是否缺相進行判斷，為避免發(fā)生嚴重的電氣安全事故提供技術支撐，提高了風力發(fā)電機的運行安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的風力發(fā)電機缺相檢測方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例一的風力發(fā)電機缺相檢測方法中步驟120的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例二的風力發(fā)電機缺相檢測方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例三的風力發(fā)電機缺相檢測裝置的結(jié)構示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例三的風力發(fā)電機缺相檢測裝置的另一結(jié)構示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例風力發(fā)電機缺相檢測方法及裝置進行詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

本領域技術人員可以理解，本發(fā)明實施例中的“第一”、“第二”等術語僅用于區(qū)別不同步驟、設備或模塊等，既不代表任何特定技術含義，也不表示它們之間的必然邏輯順序。

實施例一

圖1為本發(fā)明實施例一的風力發(fā)電機缺相檢測方法的流程示意圖，可在如圖4或5所示的風力發(fā)電機缺相檢測裝置上執(zhí)行該方法：

步驟110：實時獲取風力發(fā)電機處于運行過程中的三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值。

這里，上述三相電流值為風力發(fā)電機單套繞組中三相電纜的實時電流。通過本步驟的處理為后續(xù)判斷風力發(fā)電機缺相提供數(shù)據(jù)支持。

步驟120：根據(jù)三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值，判斷風力發(fā)電機是否缺相。

參考圖2，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例，步驟120可包括：

步驟210：計算三相電流值的和值作為第一電流計算值，并且，根據(jù)輸出電壓值和發(fā)電功率值計算得到第二電流計算值。

在具體的實現(xiàn)方式中，可以根據(jù)以下公式(1)計算第一電流計算值：

I_sum＝I₁+I₂+I₃………………………………………………………式(1)

其中，I_sum為第一電流計算值，I₁為風力發(fā)電機的三相電流中的第一相電流值，I₂為風力發(fā)電機的三相電流中的第二相電流值，I₃為風力發(fā)電機的三相電流中的第三相電流值。

可以根據(jù)以下公式(2)計算第二電流計算值：

其中，I為第二電流計算值，W為風力發(fā)電機的發(fā)電功率值，U為風力發(fā)電機的輸出電壓值，為功率因數(shù)，且

步驟220：根據(jù)第一電流計算值與第二電流計算值的比值，判斷風力發(fā)電機是否缺相。

以下步驟2201～步驟2204可視為前述步驟220的細化處理，具體如下：

步驟2201：如果比值大于設定的第一閾值，且小于或等于設定的第二閾值，則確定風力發(fā)電機處于用于表征任意一相電纜虛接的輕度缺相狀態(tài)，其中，設定的第一閾值小于設定的第二閾值。

步驟2202：如果比值大于設定的第二閾值，且小于或等于設定的第三閾值，則確定風力發(fā)電機處于用于表征任意兩相電纜虛接的中度缺相狀態(tài)，其中，設定的第二閾值小于設定的第三閾值。

步驟2203：如果比值大于設定的第三閾值，則確定風力發(fā)電機處于用于表征任意一相或者兩相電纜脫落的重度缺相狀態(tài)，其中，設定的第一閾值小于設定的第二閾值，設定的第二閾值小于設定的第三閾值。

步驟2204：如果比值小于或等于設定的第一閾值，則確定風力發(fā)電機未缺相。

優(yōu)選地，設定的第一閾值為0.2，設定的第二閾值為0.5，設定的第二閾值為0.8。

也就是說，依據(jù)缺相程度，缺相狀態(tài)可具體劃分為輕度缺相狀態(tài)、中度缺相狀態(tài)和重度缺相狀態(tài)。輕度缺相狀態(tài)是由于某一相的電纜沒有連接好，如果I_SUM與I的比值大于0.2且小于或等于0.5，可確定風力發(fā)電機處于輕度缺相狀態(tài)。中度缺相狀態(tài)是由于某兩相的電纜沒有連接好，如果I_SUM與I的比值大于0.5且小于或等于0.8，可確定風力發(fā)電機處于中度缺相狀態(tài)。重度缺相狀態(tài)是由于某一相或某兩相的電纜完全脫落，如果I_SUM與I的比值大于0.8，可確定風力發(fā)電機處于重度缺相狀態(tài)。

此外，在判斷出風力發(fā)電機沒有處于缺相狀態(tài)時，則返回執(zhí)行步驟110，重新獲取風力發(fā)電機處于運行過程中的三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值，并以此為依據(jù)繼續(xù)判斷風力發(fā)電機是否缺相。

在實際應用中，無論是在風力發(fā)電機的裝機調(diào)試過程中，還是在并網(wǎng)發(fā)電運行過程中，均可執(zhí)行本發(fā)明實施例的風力發(fā)電機缺相檢測方法的流程步驟，并且，可以一個預定的時間間隔反復執(zhí)行，以保障風力發(fā)電機安全、可靠地運行。

本發(fā)明實施例提供的風力發(fā)電機缺相檢測方法，通過實時獲取風力發(fā)電機處于運行過程中的三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值，進一步根據(jù)獲取到的三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值，判斷風力發(fā)電機是否缺相。相比現(xiàn)有技術而言，實現(xiàn)了及時、有效地對運行過程中的風力發(fā)電機是否缺相進行判斷，從而在確定風力發(fā)電機缺相時采取相關措施，進而避免發(fā)生嚴重的安全事故，提高了風力發(fā)電機的運行安全性。

此外，本發(fā)明實施例還具有如下技術效果：采用風力發(fā)電機單套繞組中三相電流的和I_SUM，以及風力發(fā)電機發(fā)電功率對應的電流I作為缺相判斷標準，從而檢測出風力發(fā)電機是否處于缺相狀態(tài)，以及風力發(fā)電機的缺相程度。

實施例二

圖3為本發(fā)明實施例二的風力發(fā)電機缺相檢測方法的流程示意圖，可在如圖5所示的風力發(fā)電機缺相檢測裝置上執(zhí)行該方法：

步驟310：實時獲取風力發(fā)電機處于運行過程中的三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值。

這里，上述三相電流值為風力發(fā)電機單套繞組中三相電纜的實時電流。通過本步驟的處理為后續(xù)判斷風力發(fā)電機缺相提供數(shù)據(jù)支持。

步驟320：計算三相電流值的和值作為第一電流計算值，并且，根據(jù)輸出電壓值和發(fā)電功率值計算得到第二電流計算值。

其中，本步驟中第一電流計算值和第二電流計算值的具體實現(xiàn)方式與上述實施例一中步驟210的步驟內(nèi)容說明相同，在此不再贅述。

步驟330：根據(jù)第一電流計算值與第二電流計算值的比值，判斷風力發(fā)電機是否缺相。

以下步驟3301～步驟3302可視為前述步驟330的細化處理，具體如下：

步驟3301：在比值大于設定的第一閾值時，獲取風力發(fā)電機的三相電纜各自的溫度值；

步驟3302：如果任意一相或兩相電纜的溫度值與其余電纜的溫度值的比值落入設定的比值范圍，則確定風力發(fā)電機缺相，其中，設定的比值范圍在0至1之間。優(yōu)選地，設定的第一閾值為0.2。

此外，在實際應用中，如果任意一相或兩相電纜的溫度值與其余電纜的溫度值的比值未落入設定的比值范圍，則確定風力發(fā)電機未缺相。

為了提高風力發(fā)電機缺相判斷的準確度，本發(fā)明實施例中，在第一電流計算值與第二電流計算值的比值大于設定的第一閾值時，并不直接確定風力發(fā)電機缺相，而是獲取風力發(fā)電機的三相電纜的溫度值，在滿足任意一相或兩相電纜的溫度值與其余電纜的溫度值的比值落入設定的比值范圍這一判斷條件時，才確定風力發(fā)電機缺相。舉例來說，假設獲取到的三相電纜的溫度值分別為T1、T2和T3，其中，T1、T3為50℃，T2為40℃，T2分別與T1、T3的比值為0.8，落入設定的比值范圍在[0,1]，由此，可確定風力發(fā)電機缺相。

本發(fā)明實施例提供的風力發(fā)電機缺相檢測方法，與前述實施例一相比，綜合考慮風力發(fā)電機單套繞組中三相電流的和I_SUM，風力發(fā)電機發(fā)電功率對應的電流I，以及三相電纜的溫度這三個缺相判斷標準，極大地提高了風力發(fā)電機缺相檢測的準確度。

實施例三

圖4為本發(fā)明實施例三的風力發(fā)電機缺相檢測裝置的結(jié)構示意圖?？捎糜趫?zhí)行本發(fā)明實施例一的風力發(fā)電機缺相檢測方法步驟。

參照圖4，該風力發(fā)電機缺相檢測裝置包括數(shù)據(jù)獲取模塊410和缺相判斷模塊420。

數(shù)據(jù)獲取模塊410用于實時獲取風力發(fā)電機處于運行過程中的三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值。

缺相判斷模塊420用于根據(jù)三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值，判斷風力發(fā)電機是否缺相。

本發(fā)明實施例提供的風力發(fā)電機缺相檢測裝置，通過實時獲取風力發(fā)電機處于運行過程中的三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值，進一步根據(jù)獲取到的三相電流值、輸出電壓值和發(fā)電功率值，判斷風力發(fā)電機是否缺相。相比現(xiàn)有技術而言，實現(xiàn)了及時、有效地對運行過程中的風力發(fā)電機是否缺相進行判斷，為避免發(fā)生嚴重的電氣安全事故提供技術支撐，提高了風力發(fā)電機的運行安全性。

進一步地，在圖4所示的實施例的基礎上，圖5為本發(fā)明實施例三的風力發(fā)電機缺相檢測裝置的另一結(jié)構示意圖。

具體地，如圖5所示的缺相判斷模塊420可包括：

電流計算單元4201用于計算三相電流值的和值作為第一電流計算值，并且，根據(jù)輸出電壓值、發(fā)電功率值計算得到第二電流計算值。

缺相判斷單元4202用于根據(jù)第一電流計算值與第二電流計算值的比值，判斷風力發(fā)電機是否缺相。

優(yōu)選地，缺相判斷單元4202可包括：

第一缺相判斷子單元42021用于如果比值大于設定的第一閾值，且小于或等于設定的第二閾值，則確定風力發(fā)電機處于用于表征任意一相電纜虛接的輕度缺相狀態(tài)，其中，設定的第一閾值小于設定的第二閾值。

第二缺相判斷子單元42022用于如果比值大于設定的第二閾值，且小于或等于設定的第三閾值，則確定風力發(fā)電機處于用于表征任意兩相電纜虛接的中度缺相狀態(tài)，其中，設定的第二閾值小于設定的第三閾值。

第三缺相判斷子單元42023用于如果比值大于設定的第三閾值，則確定風力發(fā)電機處于用于表征任意一相或者兩相電纜脫落的重度缺相狀態(tài)。

第四缺相判斷子單元42024用于如果比值小于或等于設定的第一閾值，則確定風力發(fā)電機未缺相。

進一步地，缺相判斷單元4202還可以包括：

溫度獲取子單元42025用于在比值大于設定的第一閾值時，獲取風力發(fā)電機的三相電纜各自的溫度值；

第五缺相判斷子單元42026用于如果任意一相或兩相電纜的溫度值與其余電纜的溫度值的比值落入設定的比值范圍，則確定風力發(fā)電機缺相，其中，設定的比值范圍在0至1之間。

優(yōu)選地，本發(fā)明實施例的風力發(fā)電機缺相檢測裝置可集成在主控系統(tǒng)中。

在實際應用中，該風力發(fā)電機缺相檢測裝置還可以包括報警模塊和通訊模塊。具體地，由報警模塊生成攜帶有檢測出的風力發(fā)電機缺相狀態(tài)信息的通知消息，利用通訊模塊將通知消息發(fā)送給發(fā)電站的遠程監(jiān)控平臺，以便于遠程監(jiān)控平臺依據(jù)接收到的通知消息采取相關保護措施，如控制風力發(fā)電機停機等。使得現(xiàn)場人員能夠及時處理重新連接電纜。

通訊模塊與遠程監(jiān)控平臺之間可采用無線通訊建立連接。這里，無線通訊的實現(xiàn)方式可以是藍牙、無線局域網(wǎng)802.11、紅外數(shù)據(jù)傳輸、非接觸式射頻識別等短距離無線通訊技術。

綜上，本發(fā)明實施例還具有如下技術效果：

一方面，采用風力發(fā)電機單套繞組中三相電流的和，以及風力發(fā)電機發(fā)電功率對應的電流作為判斷標準，從而檢測出風力發(fā)電機處于何種缺相狀態(tài)；

另一方面，綜合考慮風力發(fā)電機單套繞組中三相電流的和，風力發(fā)電機發(fā)電功率對應的電流，以及三相電纜的溫度這三個缺相判斷標準，極大地提高了風力發(fā)電機缺相檢測的準確度；

再一方面，通過將風力發(fā)電機缺相檢測裝置集成在主控系統(tǒng)中，使得發(fā)電站無需單獨配置額外的缺相檢測設備，節(jié)省了成本。

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。