[发明专利]风力发电机组变流器的水冷散热系统及其控制、敷设方法

说明书

本发明涉及风力发电机组变流器的水冷散热系统及其控制、敷设方法。所述水冷散热系统包括地冷系统，所述地冷系统包括第一干线管路，第二干线管路和多个支线管路，所述多个支线管路沿竖直方向被埋于地下，以使支线管路中的冷却液与地下环境进行热交换，所述多个支线管路中的各个支线管路伸入地下的深度彼此不同。所述控制方法包括：响应于变流器冷却液出口处的冷却液的温度大于第一预定温度，控制冷却液流入地冷系统，再流回至变流器，响应于变流器冷却液出口处的冷却液的温度小于第二预定温度，控制冷却液通过旁通管路流回至变流器。

技术领域

本发明涉及风电技术领域，更具体地讲，涉及一种具有多级散热阶梯且能实现单独控制的用于风力发电机组变流器的水冷散热系统，及控制和敷设该水冷散热系统的方法。

背景技术

兆瓦级(1MW以上)风力发电机组通常使用变流器进行发电机的速度调节以及将发电机发出的电送往电网，目前变流器的散热方式主要是水冷散热，即：冷却液通过泵被强制流入变流器，变流器内部的热量传递给冷却液，处于升高温度的冷却液从变流器内流出，然后冷却液经过塔外散热器，塔外散热器的风扇强制使空气经过散热器，当空气经过散热片时，带走冷却液的热量，由此往复循环，使变流器内部的温度维持在一定的范围内。

对于塔外散热器，需要确定适合的安装位置，例如，一个散热器需要占用约6m²的土地，部分机型使用两个甚至更多的散热器，占地面积将超过12m²甚至24m²。对于南方地形复杂区域(山地、鱼塘)或征地条件不佳的区域的工程来说，比较麻烦，减少占地面积将会大幅度降低成本。

此外，对于高温地区，暴露于空气中的塔外散热器只能在一定的环境温度条件下有效散热。当环境温度与水温一致时，散热器将失去散热能力。

另外，对于机位附近杨、柳树较多的区域，散热器翅片间很容易被杨絮、柳絮填充，散热器散热能力大幅降低。

因此，有必要开发一种变流器水冷散热系统，使得该变流器水冷散热系统能够在环境温度高时进行有效散热、减少占地面积、合理分配散热系统中的冷却液、降低电消耗和噪音以及不受环境中污染物影响。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种变流器水冷散热系统，使得该变流器水冷散热系统能够在环境温度高时进行有效散热、减小占地面积、合理分配散热系统中的冷却液、降低电消耗和噪音以及不受环境中污染影响。

本发明的另一目的在于提供一种控制上述变流器水冷散热系统的方法，使得该方法能够确保变流器在较大的温度范围内有效运行，且使变流器水冷散热系统中的冷却液合理分配，以满足变流器的不同产热/温度状况。

本发明的又一目的在于提供一种安装上述变流器水冷散热系统的方法，使得该方法能够确保高效且牢固的固定或连接该变流器水冷散热系统的各个部件。

根据本发明的一方面，提供一种用于风力发电机组变流器的水冷散热系统，所述水冷散热系统包括地冷系统，所述地冷系统包括第一干线管路，第二干线管路和多个支线管路，所述第一干线管路通过三通阀连接变流器冷却液出口并通过三通阀连接所述多个支线管路的入口，以使来自变流器的冷却液选择性地流动通过所述第一干线管路并选择性地流入所述多个支线管路中的一个或更多个；所述第二干线管路连接变流器冷却液入口并通过三通阀连接所述多个支线管路的出口，以使来自所述一个或更多个支线管路的冷却液流入变流器；所述多个支线管路沿竖直方向被埋于地下，以使支线管路中的冷却液与地下环境进行热交换，所述多个支线管路中的各个支线管路伸入地下的深度可彼此不同。

可选地，所述各个支线管路可按照支线管路伸入地下的深度从小到大的顺序被布置。

可选地，所述各个支线管路伸入地下的深度可与地下平均温度相关联。

可选地，所述各个支线管路伸入地下的深度还可与支线管路的数量相关联。