[發(fā)明專利]用于控制電力設(shè)備的冷卻系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680071111.9
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN108292559B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳瑤;陳妮亞;于蓉蓉
• 申請（專利權(quán)）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: H01F27/08
• 分類號: H01F27/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 李輝;范懷志

提供了一種用于控制電力設(shè)備的冷卻系統(tǒng)的方法和使用該方法的系統(tǒng)。該方法包括以下步驟：獲取第一和第二數(shù)據(jù)集，第一和第二數(shù)據(jù)集分別表示在歷史記錄中的第一和之后的第二負(fù)載周期的一系列時間間隔處特定于電力設(shè)備及其冷卻系統(tǒng)的運行成本相關(guān)參數(shù)；分別鑒于由第一和第二數(shù)據(jù)集表示的參數(shù)，建立第三和第四數(shù)據(jù)集，第三和第四數(shù)據(jù)集分別表示在第一和第二負(fù)載周期的一系列時間間隔處的冷卻系統(tǒng)的最佳冷卻能力參數(shù)；建立表示在關(guān)于第一和第二負(fù)載周期所建立的冷卻能力參數(shù)之間的冷卻能力參數(shù)差異的第五數(shù)據(jù)集；通過使用冷卻能力參數(shù)差異建立第六數(shù)據(jù)集；以及控制冷卻系統(tǒng)在當(dāng)前負(fù)載周期的一系列時間間隔處按照由第六數(shù)據(jù)集表示的冷卻能力參數(shù)運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力設(shè)備的溫度控制，并且更具體地涉及通過數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理來控制電力設(shè)備的溫度。

背景技術(shù)

例如，電力設(shè)備可以是電力變壓器、電機等，其損耗隨其負(fù)載水平而變化，并且其大部分損耗轉(zhuǎn)化為熱量。由于功率額定值較高，電力設(shè)備通常通過強制風(fēng)冷、強制油冷、水冷或者它們的組合來冷卻。因此，電力設(shè)備需要冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)例如可以是布置至少一個風(fēng)扇或鼓風(fēng)機，以泵送冷卻空氣或諸如油和水的液體冷卻劑。減慢或加快冷卻系統(tǒng)以使電力設(shè)備的溫度保持在預(yù)定范圍內(nèi)的做法是常見的，并且有許多技術(shù)可以實現(xiàn)這一點。

電力設(shè)備的運行效率受到多個參數(shù)的影響，例如與功率損耗、壽命損耗和噪聲降低相關(guān)的成本。為了將優(yōu)化電力設(shè)備的運行效率作為基于優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)，這些參數(shù)必須在互相沖突的約束條件下進行調(diào)整。例如，通常較低的繞組溫度導(dǎo)致較少的繞組銅損。但同時，冷卻系統(tǒng)的功耗會更高，考慮到電力設(shè)備繞組和冷卻系統(tǒng)自身，這意味著整體效率可能不太理想。除了效率之外，繞組溫度的變化也是影響電力設(shè)備生命周期的一個關(guān)鍵因素。溫度變化越頻繁，電力設(shè)備的老化越快。這樣電力設(shè)備的效率可能會得到優(yōu)化，但是代價是使用壽命將會縮短。對于在市區(qū)運行的電力設(shè)備，噪聲水平也是需要考慮的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，以便于減少對周邊居民尤其是在夜間的影響。

已經(jīng)開發(fā)了一種變速冷卻系統(tǒng)控制器，旨在優(yōu)化電力變壓器的運行效率。在專利WO 2015/058354中描述了一個示例。其中已經(jīng)公開了考慮到其功率損耗、壽命損耗和噪聲對變壓器冷卻控制的限制來進行目標(biāo)優(yōu)化的構(gòu)思。該解決方案涉及預(yù)處理用戶輸入的初始數(shù)據(jù)；收集在線數(shù)據(jù)，并基于根據(jù)針對時間間隔指定的標(biāo)準(zhǔn)的定量模型，計算優(yōu)化的控制指令，以滿足變壓器損耗、上層油溫變化和噪聲的要求；以及通過控制可控開關(guān)和/或向啟動冷卻系統(tǒng)的變頻驅(qū)動器發(fā)送控制命令來執(zhí)行控制動作。這種解決方案通過考慮到變壓器的銅損、電機風(fēng)扇功耗和變頻驅(qū)動器速度調(diào)節(jié)進行冷卻控制來提高變壓器的運行效率。利用這種途徑，計算機可用于在較低變頻驅(qū)動器資本投入的情況下以有效的方式搜索最佳冷卻控制以選擇性地實現(xiàn)電機風(fēng)扇負(fù)載的速度調(diào)節(jié)。

根據(jù)專利WO 2015/058354所描述的定量模型，其優(yōu)化的準(zhǔn)則的目標(biāo)涉及在由負(fù)載周期組成的多個連續(xù)時間間隔中的特定時間間隔內(nèi)的電力變壓器運行效率。負(fù)載周期可以是一段時間，在這段時間中，電力設(shè)備的負(fù)載水平以基本循環(huán)的方式出現(xiàn)，例如24小時。負(fù)載周期可以分成幾個等長或者不等長的時間單元，例如24個時間間隔，每個時間間隔持續(xù)一個小時。這種定量模型僅分別根據(jù)每個時間間隔來預(yù)測電力變壓器的運行效率。然而，由于涉及之前的時間間隔的響應(yīng)量將對后續(xù)時間間隔產(chǎn)生影響，因此基于定量模型的單獨優(yōu)化設(shè)計可能不足以滿足關(guān)于電力設(shè)備的負(fù)載周期的運行效率目標(biāo)的最佳準(zhǔn)則。例如，時間間隔n處的冷卻優(yōu)化可能導(dǎo)致時間間隔n+1處的初始溫度更高。就計算涉及在起始時間間隔n之后的負(fù)載周期的時間間隔的響應(yīng)量而言，這種溫度差異將逐步累加，這將逐漸增加變壓器的功率損耗和壽命損耗。因此，即使根據(jù)每個時間間隔的優(yōu)化算法可以在每個時間間隔達(dá)到最佳結(jié)果，但對于整個負(fù)載周期來說不一定是最佳的。

發(fā)明內(nèi)容