本發(fā)明涉及一種用于確定風力渦輪機的轉換器的干燥時間段（dry-outperiod）的方法。

背景技術：

風力渦輪機的部件在其溫度方面被加以控制，以避免部件中聚集水分和濕氣。

可以使用輔助動力以加熱相應的部件?？梢酝ㄟ^與風力渦輪機連接的電力電網(wǎng)或者通過柴油發(fā)電機來供應輔助動力。

在特定的情形中，相應的部件的加熱可能會失效，例如經(jīng)由柴油發(fā)電機的輔助動力供應可能會由于故障而損失，或者經(jīng)由電力電網(wǎng)的動力供應可能由于電網(wǎng)擾動而損失。

特別地，風力渦輪機的轉換器的動力電子設備需要被保護，以免于轉換器及其動力電子設備內(nèi)的任何濕氣聚集的影響。

所知曉的是在臨界情形（如上所述）中通過使用作為轉換器冷卻系統(tǒng)的一部分的流體來加熱轉換器。流體可以是由泵循環(huán)的水和/或由風扇循環(huán)的空氣。

流體在轉換器內(nèi)被加熱和循環(huán)達預先設定的時間段，以確保在轉換器中沒有聚集濕氣。

一旦達到這個時間段，轉換器的動力電子設備可被啟動，隨后風力渦輪機可以被轉變成工作模式。

這個預先設定的時間段被稱作轉換器的“干燥”時間段。

上述的干燥過程通過安裝指令開始并控制。其確保了轉換器僅當轉換器的動力電子設備完全干燥時才起動。

相應的干燥時間段的持續(xù)時間以傳統(tǒng)的方式選定，并且是基于過去所積累的經(jīng)驗。由此，為了確保轉換器的安全工作，持續(xù)時間被最大化。由此，所選定的干燥時間段導致相應的且非優(yōu)化的等待時間。

例如，在風力渦輪機首次起動之前所需要保持的干燥時間段或者如果風力渦輪機與輔助動力斷開連接達一周所需要保持的干燥時間段可能被固定為24小時，這是在轉換器內(nèi)用于加熱及循環(huán)流體所需要的。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目標是提供改進的風力渦輪機轉換器的干燥時間段的確定。

這一目標是由權利要求1的特征所解決。由從屬權利要求的特征闡述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。

根據(jù)所發(fā)明的方法，在轉換器中測量相應的與濕度相關的數(shù)據(jù)，并且這是依賴于時間的。

由此收集并獲取數(shù)據(jù)的時序（chronology）。

所獲取的數(shù)據(jù)直接或間接地表示轉換器柜中的濕度。

所獲取的數(shù)據(jù)直接或間接地表示依賴于時間的濕度增加或降低的歷史。

基于反映實際濕度及其歷史的該數(shù)據(jù)時序，確定干燥時間段。

在所確定的干燥時間段期間，熱（即例如空氣或水的加熱流體，或者甚至是由電力提供的熱）在轉換器內(nèi)被循環(huán)。在干燥時間段結束時，轉換器及其柜內(nèi)的濕度被降低至給定的濕度值之下。

在優(yōu)選的構造中，至少測量濕度數(shù)據(jù)以形成數(shù)據(jù)時序的一部分，同時甚至可以測量溫度數(shù)據(jù)以形成數(shù)據(jù)時序的額外部分。

可以由傳感器測量數(shù)據(jù)時序，該傳感器放置在轉換器中或者在相應的轉換器柜中。

在優(yōu)選的構造中，使用數(shù)據(jù)記錄器來儲存數(shù)據(jù)時序。由此，用于基于歷史而確定優(yōu)化的干燥時間段的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)歷史得到保護。

在優(yōu)選的構造中，數(shù)據(jù)記錄器由電池供電。由此，盡管在風力渦輪機內(nèi)的能量供應完全失效的情況下，用于確定干燥時間段的所收集的數(shù)據(jù)得到保護。

在優(yōu)選的構造中，當風力渦輪機的控制系統(tǒng)通電時，所存儲的數(shù)據(jù)被加以處理并用于計算準確的所需干燥時間段。

在這樣通電后，控制系統(tǒng)將使用所記錄的數(shù)據(jù)來計算所需的干燥時間、隨后啟動干燥過程、并當執(zhí)行所需干燥過程時最終使風力渦輪機回到運行狀態(tài)。

所發(fā)明的方法將干燥時間段降低至優(yōu)化值，由此加速了轉換器及其相應的風力渦輪機的起動。

由此，可以以最佳的情況避免干燥時間段，或者干燥時間段至少可以被最小化。

附圖說明

借助于附圖圖1至圖7更詳細地描述本發(fā)明。

圖1示出了依賴于相對空氣濕度的含水量，

圖2示出了關于圖1的層結構，

圖3示出了關于圖1和圖2的凝膠材料的含水量，

圖4示出了關于圖3的“除濕過程”，

圖5示出了關于上述附圖的水分分布及其干燥，

圖6示出了如圖5所示的情形的依賴于時間的變化，

圖7示出了所發(fā)明的基于示意風力渦輪機的方法。

具體實施方式

圖1示出了依賴于相對空氣濕度rh[-]的含水量ye[g/kg]。

含水量ye[g/kg]沿著圖1的豎直軸繪制，而相對空氣濕度rh[-]沿著圖1的水平軸繪制。

針對三個溫度40℃、20℃和0℃而示出的曲線被稱為給定材料的所謂“平衡含水量，emc”曲線。

關于圖2，這一材料可能是凝膠，其在圖2中被相應地縮寫為“gel（凝膠）”。在示例中，該凝膠可以用以覆蓋并保護igbt元件，其是任何風力渦輪機轉換器的中心部件。

圖2以非常原理性的概述的方式示出了在電氣部件ec上的不同材料層。

材料的厚度被示出為依賴于參數(shù)x，其可以被解讀為用于材料厚度的參數(shù)或者甚至解讀為通向相應材料的增加深度中的“豎直”取向的方向。

在示例中，電氣部件ec可包括igbt元件，igbt元件是任何風力渦輪機轉換器的中心部件（igbt是“絕緣柵雙極晶體管（insulated-gatebipolartransistor）”的縮寫）。

電氣部件ec被布置為與冷卻板cp接觸。電氣部件ec甚至與圖1所描述的凝膠接觸，并由該凝膠覆蓋和保護。

凝膠層被暴露于其頂部上的空氣，其示出了給定深度x處的相對空氣濕度rh(空氣)。

凝膠的深度沿著x方向穩(wěn)步增加。

現(xiàn)在基于圖1和圖2來參考圖3。

參照圖1和圖2，圖3示出了依賴于相應的深度x[m]的凝膠中的含水量y[g/kg]。

含水量y[g/kg]沿著圖3的豎直軸繪制，而深度x[m]沿著圖3的水平軸繪制。

圖3反映了被暴露于潮濕的大氣的干的凝膠材料。起初，凝膠材料中的含水量為yinit。

在一定時間（例如1小時）后，潮濕的大氣的水分已經(jīng)擴散到凝膠材料中，這由曲線1給出。

依賴于時間τ，水分更多地擴散到凝膠材料中，這由曲線2、曲線3和曲線4所給出。

最終，進入凝膠材料中的含水量在任何地方將都是ye，同時ye甚至是在空氣和凝膠之間的邊界線處的含水量。

由此，參數(shù)ye表示凝膠中的含水量的最大量，或者甚至是凝膠中的含水量的平衡值。

可以看到，在空氣和凝膠之間的邊界線處的相對濕度y(g/kg)是高的，這由全部三條曲線的相交點所示出。

總體來說，附圖示出了隨著時間推移的下列原理：“空氣中的相對濕度越高，凝膠中的含水量越高”。

這是基于以下事實：即對于包括凝膠材料的許多材料，相比于擴散到材料內(nèi)的水分的阻力，流到材料的表面中的水分的阻力是小的。

如果相應的igbt元件不被加熱或者其溫度不受控，即如果由于電網(wǎng)關閉的情形（off-grid-situation）而不存在可用于本目的的輔助動力，則如上所述的“加濕過程”將會發(fā)生。

圖4示出了關于圖3中描述的過程的相應“除濕過程”，因此現(xiàn)在水分變干。

圖4示出了參考上述附圖的依賴于相應深度x[m]（水平軸）的凝膠中的含水量y[g/kg]（豎直軸）。

此處凝膠中的初始含水量由yinit表示。干空氣的含水量由ye表示。

在相應的時間段τ之后，凝膠材料將干，其結果是在全部凝膠材料內(nèi)含水量為ye。

無論igbt元件何時遇到電網(wǎng)關閉時刻，都需要完成這樣的“干燥過程”。

圖5示出了特定的情況：干的凝膠材料在第一步驟中被暴露于潮濕的大氣例如達到一小時的時間段。

這導致了如所示出的且依賴于深度x的含水量ye的分布。

在第二步驟中啟動該濕氣的干燥。在示例中，在大約四小時的時間段之后，凝膠材料再次干燥。

圖6示出了類似的情況，但是具有這些差別：在干燥過程開始之前，凝膠已經(jīng)暴露于潮濕的大氣達到更長的時間。

結果是干燥將花費更長的時間。

關于上述附圖如所示出的曲線可以由模型來模擬。

基于這個模型且基于所收集的轉換器內(nèi)濕度的數(shù)據(jù)時序，可以計算所需的且優(yōu)化的干燥時間。

需要干燥時間來將轉換器內(nèi)的濕度降低至給定值之下，例如，為了加熱目的，可以在轉換器內(nèi)循環(huán)流體（例如空氣或水，等）。

結果在大多數(shù)情況下，能夠將干燥時間減少至優(yōu)化的時間段。

可替代地（而不是基于模型的模擬），還可以估計所需的干燥時間，而且這是基于凝膠內(nèi)的所測量的濕度。

圖7示出了所發(fā)明的基于示意風力渦輪機的方法。

風力渦輪機wt的多個葉片bl由風驅動并將旋轉能量傳遞至發(fā)電機gen。

發(fā)電機gen將旋轉能量轉換成電力，電力被輸送到轉換器conv。

轉換器conv布置到轉換器柜cab中并且將頻率變化的電力轉換為頻率不變的電力。

根據(jù)所發(fā)明的方法，在風力渦輪機wt的轉換器conv中測量依賴于時間的數(shù)據(jù)的時序tdcd。

所測量的數(shù)據(jù)時序tdcd反映了轉換器conv的柜cab中的實際濕度和濕度歷史。

在第二步驟s2中，使用所測量的數(shù)據(jù)時序tdcd來確定將轉換器conv及其相應的轉換器柜cab內(nèi)的濕度降低至給定值之下所需的干燥時間段。

這可以通過轉換器內(nèi)加熱的流體（空氣或水）的循環(huán)來實現(xiàn)。甚至可以使用任何其它的熱（即任何直接或間接加熱、基于電力的加熱等）。

由傳感器sen測量濕度的數(shù)據(jù)時序，該傳感器放置在轉換器conv中或者在相應的轉換器柜cab中。

數(shù)據(jù)時序被存儲于可由電池供電的數(shù)據(jù)記錄器dl中。

所存儲的數(shù)據(jù)tdcd被加以處理并用于計算干燥時間段。