[发明专利]风电变流器数字化温湿度检测控制系统

说明书

本发明涉及风电变流器数字化温湿度检测控制系统，包括依次连接的模拟采集装置、信号控制板及变流器控制器，模拟采集装置与风电变流器连接，用于采集风电变流器的温湿度数据；信号控制板用于信号扩展，其上设置有相互信号连接的FPGA芯片及DSP芯片，FPGA芯片获取模拟采集装置上的温湿度数据并写入内部寄存器，DSP芯片用于周期性读取内部寄存器内的温湿度数据，供变流器控制器启动或停止加热、除湿操作。本发明可以有效降低变流器的器件成本，并减少器件之间电缆连接不可靠的问题。全数字化采样还可以提高温湿度检测精度，使变流器柜内温度、湿度控制更为精确，提高了变流器的加热效率和整机利用率。

技术领域

本发明涉及风电变流器的数字控制技术领域，具体涉及一种风电变流器数字化温湿度检测控制系统。

背景技术

随着风能等清洁能源的大力发展，我国风力发电装机容量一直在增加，对电网的运行影响已不可忽视。风电变流器作为风力发电机组中的核心设备，承担风电机组机械能到电能的转换，其可靠性直接影响整机的利用率，甚至威胁到电网的安全稳定运行。由于风电变流器应用环境复杂多变，包括严寒、潮湿等恶劣环境，因此变流器在启机前均要进行加热、除湿等必要准备工作，一方面解决环境温度过低器件不能可靠工作的问题，另一方面避免湿度太大降低系统的绝缘，引起电气短路故障。通过增加温度、湿度检测装置，控制风电变流器的加热及除湿，可保障风电变流器设备的运行安全。

风电变流器中常用的温湿度检测方法为，采用机械式温度控制器以及湿度控制器（如图1所示），达到设定的温度值或者湿度值时给出一个干接点信号，主控制器通过判断该干接点的状态来控制系统的加热及除湿。该方法的主要缺点是不能实时获得柜内的温度和湿度具体数值，而且采样偏差较大，控制精度不高。

发明内容

为解决已有技术存在的不足，本发明提供了一种风电变流器数字化温湿度检测控制系统，包括依次连接的模拟采集装置、信号控制板及变流器控制器，其中，

模拟采集装置与风电变流器连接，用于采集风电变流器的温湿度数据；

信号控制板与模拟采集装置通过50针排线连接，用于信号扩展，其上设置有相互信号连接的FPGA芯片及DSP芯片，FPGA芯片通过IIC单数据总线获取模拟采集装置上的温湿度数据并写入内部寄存器，DSP芯片用于周期性读取内部寄存器内的温湿度数据，供变流器控制器启动或停止加热、除湿操作。

其中，所述模拟采集装置包括模拟采集板及温湿度传感芯片，温湿度传感芯片焊接在模拟采集板上，温湿度传感芯片选自AM2302温湿度传感芯片，DSP芯片与FPGA芯片通过16位数据总线通信。

其中，所述FPGA芯片内的寄存器包括资源分配器及多个内存单元，资源分配器通过读操作接口及写操作接口与FPGA芯片内的数据过渡接口模块连接，用于根据读写的数据类型实现多个内存单元的资源调度，其中，每个内存单元还包括多个子内存单元，在向相应的内存单元写入数据时，根据所写入数据大小，仅使能对应大小的若干个子内存单元。

其中，各内存单元包括使能时序判断模块，使能时序判断模块根据所写入的数据的地址位置，判断当前所需使能的内存单元中的子内存单元。

其中，FPGA芯片包括预处理模块，预处理模块用于将串行采样数据转换为低频数模采样数据；预处理模块包括分路模块、数字振荡电路、若干个混频电路模块及滤波电路，其中，各混频电路模块均与分路模块、数字振荡电路及滤波电路连接，分路模块用于将串行采样数据转化为若干路并行的数据，数字振荡电路用于产生若干路并行数据的本振信号，各混频电路模块分别将各并行电路的数据及本振信号进行混频处理，滤波电路用于对混频电路模块的混频数据进行滤波处理，最终输出低频数模采样数据。

本发明提供的风电变流器数字化温湿度检测控制系统，可以有效降低变流器的器件成本，并减少器件之间电缆连接不可靠的问题。全数字化采样还可以提高温湿度检测精度，使变流器柜内温度、湿度控制更为精确，提高了变流器的加热效率和整机利用率。精准的温湿度检测控制方法，保证了变流器在严酷环境下的长时间安全稳定运行。