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[摘 要]阐述风电用变频器温度高限功率的现象，以对水冷系统的理论分析为基础，通过更改流量匹配的方法，并对实际数据作对比分析，解决由于风电变频器温度高而引起的限功率问题。
[关键词]风电变频器； 温度； 限功率； 流量匹配
中图分类号：TN773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0007-01
引言
风电水冷系统主要用于对发电机和变频器的冷却，由于水冷系统采用密闭的循环方式，同时由于使用年限的增加，对水冷系统的流量造成了一定的影响，出现了变频器温度高限功率的问题，给业主带来了一定的经济损失，本文结合 [1-2]中提及的原理与方法，通过更改流量匹配的方法，对实际数据进行对比分析，使该方法得到了验证，解决了变频器温度高限功率的问题。
1 变频器温度高限功率的现象
风电用变频器采用水冷的形式，一旦变频器的温度高于85℃时，出现限功率的问题。在风机达到满发的条件下，由于变频器IGBT温度超过80℃，濒临限功率。
2 水冷系统原理分析[3-4]
风电用水冷系统采用密闭的循环模式，水冷却系统由水泵装置、压力罐、压力继电器、铜热电阻、温控阀、自动放气阀、充水阀、压力表、冷却板、连接胶管等其原理如图2-1所示。
由图2-1可以看出，整个水冷系统处于密闭循环的过程，通过泵组动力源对发电机和变频器进行冷却。水冷却系统由水泵装置、压力罐、压力继电器、铜热电阻、温控阀、自动放气阀、充水阀、压力表、冷却板、连接胶管等组成。水泵工作后，冷却水经变频器、发电机、冷却板组成冷却水循环回路[5]。泵入口处的温控换向阀通过检测冷却介质的温度自动转换冷却介质工作流向，使冷却介质通过冷却板或不通过冷却板。水温低于25℃时冷却介质不通过冷却板，当水温高于25℃时温控换向阀的阀芯开始动作，一部分冷却介质通过冷却板，随着温度的逐渐升高阀芯的开口度也逐渐增大，通过冷却板的介质流量也逐渐增大；当水温达到30℃时冷却介质全部通过冷却板。
水冷却系统性能参数见表1和表2。
从上述表中可以看出系统所提供的理论总流量是一定值（115L/min），发电机和变频器本身的理论冷却流量要求分别55L/min和60L/min，實际与理论值偏差在8%左右。在变频器达不到其设计要求的流量时，变频器得不到充分的冷却，此时势必出现变频器温度高问题，严重时会造成其自身元器件的损伤。
3 流量匹配及实际应用
进行流量匹配前，需对实际水冷系统的两路流量进行测量，根据实际测量结果并参照技术规格书中的要求，判断是否满足各自冷却所需的流量。
在水冷系统变频器和发电机入口回路分别安装流量计进行检测，安装完成后保证充液压力满足规格书要求的压力值2.5bar。
3.1 流量监测结果
测试数据结果变频器流量36.9L/min， 发电机流量80.7L/min其中规格书要求变频器流量为60L/min，发电机流量为55L/min。从测试结果可以看出变频器流量要比要求小23升，发电机流量比实际要求要多26升。对系统排气后测得的变频器和发电机流量，分别为变频器流量38.7L/min， 发电机流量83.3L/min，比没有排气的流量要增加一些。根据技术规格书的要求，并结合上述监测结果，变频器流量不足即整个系统的流量匹配有问题，是造成变频器温度高的原因所在，鉴于以上结果需要对流量重新匹配。通过在管路中增加阻尼器的方法来改变系统流量的分配。
3.2 增加阻尼器后实际测试结果
在管路中增加阻尼器后的流量监测结果，有阻尼器的变频器流量59.4L/min有阻尼器的发电机流量51.5L/min。从检测结果可以看出，整个系统的流量匹配发生了变化，由于整个系统处于密闭的循环模式，系统的总流量会有损失，但按照规格书的要求，基本满足变频器的流量，可以达到冷却的效果，从另一方面来看发电机的流量也在理论值范围内，基本满足要求。
通过增加阻尼器的方法，改变系统流量匹配后，风机满发条件下，没有出现报警及限功率情况，变频器温度处于稳定的72℃左右，数据良好，变频器温度高限功率的问题得到解决。
结语
依据风电用水冷系统原理，对风电变频器温度高限功率分析，通过现场对变频器流量监测得出流量匹配不足，在系统中增加阻尼器后重新对流量进行匹配，使变频器冷却流量满足规格书中的技术要求，在风机满发的条件下，变频器得到充分的冷却，解决了变频器温度高限功率的问题。
参考文献
[1] 张源等.风力发电.中国电力出版社，2002.8
[2] 姚兴佳、宋俊等.风力发电机组原理与应用.机械工业出版社，2009.6
[3] 魏龙.热工与流体力学基础.北京.化学工业出版社， 2007.
[4] 张新房，徐大平等.定桨距变速风力发电机组的发电策略研究.华北电力大学学报，2005
[5] 夏晖.风能系统介绍.风力发电， 2001.
[关键词]风电变频器； 温度； 限功率； 流量匹配
中图分类号：TN773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0007-01
引言
风电水冷系统主要用于对发电机和变频器的冷却，由于水冷系统采用密闭的循环方式，同时由于使用年限的增加，对水冷系统的流量造成了一定的影响，出现了变频器温度高限功率的问题，给业主带来了一定的经济损失，本文结合 [1-2]中提及的原理与方法，通过更改流量匹配的方法，对实际数据进行对比分析，使该方法得到了验证，解决了变频器温度高限功率的问题。
1 变频器温度高限功率的现象
风电用变频器采用水冷的形式，一旦变频器的温度高于85℃时，出现限功率的问题。在风机达到满发的条件下，由于变频器IGBT温度超过80℃，濒临限功率。
2 水冷系统原理分析[3-4]
风电用水冷系统采用密闭的循环模式，水冷却系统由水泵装置、压力罐、压力继电器、铜热电阻、温控阀、自动放气阀、充水阀、压力表、冷却板、连接胶管等其原理如图2-1所示。
由图2-1可以看出，整个水冷系统处于密闭循环的过程，通过泵组动力源对发电机和变频器进行冷却。水冷却系统由水泵装置、压力罐、压力继电器、铜热电阻、温控阀、自动放气阀、充水阀、压力表、冷却板、连接胶管等组成。水泵工作后，冷却水经变频器、发电机、冷却板组成冷却水循环回路[5]。泵入口处的温控换向阀通过检测冷却介质的温度自动转换冷却介质工作流向，使冷却介质通过冷却板或不通过冷却板。水温低于25℃时冷却介质不通过冷却板，当水温高于25℃时温控换向阀的阀芯开始动作，一部分冷却介质通过冷却板，随着温度的逐渐升高阀芯的开口度也逐渐增大，通过冷却板的介质流量也逐渐增大；当水温达到30℃时冷却介质全部通过冷却板。
水冷却系统性能参数见表1和表2。
从上述表中可以看出系统所提供的理论总流量是一定值（115L/min），发电机和变频器本身的理论冷却流量要求分别55L/min和60L/min，實际与理论值偏差在8%左右。在变频器达不到其设计要求的流量时，变频器得不到充分的冷却，此时势必出现变频器温度高问题，严重时会造成其自身元器件的损伤。
3 流量匹配及实际应用
进行流量匹配前，需对实际水冷系统的两路流量进行测量，根据实际测量结果并参照技术规格书中的要求，判断是否满足各自冷却所需的流量。
在水冷系统变频器和发电机入口回路分别安装流量计进行检测，安装完成后保证充液压力满足规格书要求的压力值2.5bar。
3.1 流量监测结果
测试数据结果变频器流量36.9L/min， 发电机流量80.7L/min其中规格书要求变频器流量为60L/min，发电机流量为55L/min。从测试结果可以看出变频器流量要比要求小23升，发电机流量比实际要求要多26升。对系统排气后测得的变频器和发电机流量，分别为变频器流量38.7L/min， 发电机流量83.3L/min，比没有排气的流量要增加一些。根据技术规格书的要求，并结合上述监测结果，变频器流量不足即整个系统的流量匹配有问题，是造成变频器温度高的原因所在，鉴于以上结果需要对流量重新匹配。通过在管路中增加阻尼器的方法来改变系统流量的分配。
3.2 增加阻尼器后实际测试结果
在管路中增加阻尼器后的流量监测结果，有阻尼器的变频器流量59.4L/min有阻尼器的发电机流量51.5L/min。从检测结果可以看出，整个系统的流量匹配发生了变化，由于整个系统处于密闭的循环模式，系统的总流量会有损失，但按照规格书的要求，基本满足变频器的流量，可以达到冷却的效果，从另一方面来看发电机的流量也在理论值范围内，基本满足要求。
通过增加阻尼器的方法，改变系统流量匹配后，风机满发条件下，没有出现报警及限功率情况，变频器温度处于稳定的72℃左右，数据良好，变频器温度高限功率的问题得到解决。
结语
依据风电用水冷系统原理，对风电变频器温度高限功率分析，通过现场对变频器流量监测得出流量匹配不足，在系统中增加阻尼器后重新对流量进行匹配，使变频器冷却流量满足规格书中的技术要求，在风机满发的条件下，变频器得到充分的冷却，解决了变频器温度高限功率的问题。
参考文献
[1] 张源等.风力发电.中国电力出版社，2002.8
[2] 姚兴佳、宋俊等.风力发电机组原理与应用.机械工业出版社，2009.6
[3] 魏龙.热工与流体力学基础.北京.化学工业出版社， 2007.
[4] 张新房，徐大平等.定桨距变速风力发电机组的发电策略研究.华北电力大学学报，2005
[5] 夏晖.风能系统介绍.风力发电， 2001.