本发明涉及一种换流阀外冷设备用防冻棚装置及其控制方法。
背景技术：
目前，换流阀主要采用晶闸管或者igbt作为控制元件，实现直流与交流的转换。换流阀冷却系统作为换流阀的冷却设备，主要包括内冷设备和外冷设备。所述内冷设备与所述换流阀的散热器进行热量交换，使得冷却水温度升高，被加热的冷却水在水泵的作用下，循环至所述外冷设备中并发生热量交换而降温。所述外冷设备通常采用空气冷却器、闭式冷却塔或两者的组合方案。
当冬季气温较低时，所述空气冷却器的换热管束由于管径小、换热面积大，容易发生内部结冰而涨裂管道的情况。因此为了控制空气冷却器周围的环境温度，防止管道结冰涨裂，通常会在外冷设备外部加装防冻棚，所述防冻棚中设有卷帘门。但是，目前防冻棚的操作都是人工手动操作的，即工作人员基于自身经验控制所述防冻棚中卷帘门的开关。
但是，由于北方地区昼夜温差大、气温下降快、风速高等特点，若防冻棚中的卷帘门关闭不及时，其内部温度下降较快，容易造成所述空气冷却器管束结冻而涨裂，造成所述换流阀冷却系统漏水，影响所述换流阀的运行。而且部分工作人员为了避免结冻，会将防冻棚中的卷帘门关闭数量设置的较多，由于所述换流阀运行功率会持续变化，当换流阀运行功率持续上升时，所述防冻棚内的温度会逐步上升，若温度过高仍不开启防冻棚的卷帘门，会导致水温超高跳闸。综上所述，通过人工手动操作存在操作不及时而导致防冻棚内温度过高或过低的风险，进而会影响所述外冷设备甚至影响所述换流阀冷却系统的正常运行。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种换流阀外冷设备用防冻棚装置，它能够通过监测防冻棚的内部温度和外部温度，及时控制所述防冻棚内的温度，保证所述防冻棚内的温度稳定，而且不需要人工操作，能够实现无人值守。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种换流阀外冷设备用防冻棚装置，它包括防冻棚、控制装置、至少一个侧面门装置、至少一个顶部门装置、至少一个加热装置、至少一个内温度传感器和至少一个外温度传感器；其中，
所述防冻棚设置在外冷设备的外部；
所述侧面门装置设置在所述防冻棚的侧面；
所述顶部门装置设置在所述防冻棚的上端部；
所述加热装置设于所述防冻棚中；
所述内温度传感器安装在所述防冻棚内并适于检测所述防冻棚内的温度；
所述外温度传感器安装在所述防冻棚外并适于检测所述防冻棚外的温度；
所述控制装置的输入端与所述内温度传感器、外温度传感器和所述外冷设备相连，所述控制装置还与所述侧面门装置、顶部门装置和所述加热装置控制连接，所述控制装置适于根据所述内温度传感器检测到的棚内温度信号、外温度传感器检测到的棚外温度信号和所述外冷设备的工作信号控制所述侧面门装置、顶部门装置和所述加热装置动作。
进一步提供一种所述防冻棚的具体结构，所述防冻棚包括支撑骨架、连接在所述支撑骨架上的侧面保温墙体以及连接在所述支撑骨架上的顶部保温墙体；其中，
所述侧面门装置安装在所述侧面保温墙体上；
所述顶部门装置设置在所述顶部保温墙体上；
所述加热装置连接在所述支撑骨架上。
进一步提供一种所述侧面门装置、顶部门装置和加热装置的具体结构，
所述侧面门装置为电动卷帘门；
和/或所述顶部门装置为电动卷帘门；
和/或所述加热装置为暖风机。
进一步提供一种所述电动卷帘门的具体结构，所述电动卷帘门包括门帘、传动轴、电机和编码器；其中，
所述门帘的一端部连接在所述传动轴上；
所述电机与所述传动轴相连并适于驱动所述传动轴旋转以收卷所述门帘和放卷所述门帘；
所述编码器连接在所述电机的输出轴上以检测电机输出轴的旋转角度或连接在所述传动轴上以检测所述传动轴的旋转角度。
进一步提供一种所述外冷设备的具体结构，所述外冷设备包括空气冷却器和/或闭式冷却塔。
进一步，所述加热装置安装在所述空气冷却器的进风口处并适于对所述空气冷却器的进风进行加热；
和/或所述内温度传感器安装在所述空气冷却器的进风口处。
进一步提供一种所述控制装置的具体结构，所述控制装置包括控制器。
本发明还提供了一种如上所述的换流阀外冷设备用防冻棚装置的控制方法，所述控制装置中设有温度低值t1、温度高值t2、温差低值δt1和温差高值δt2；其中，t1＜t2，δt1＜δt2；
方法的步骤中包括：
s1：所述控制装置接收所述内温度传感器检测到的棚内温度信号以获得棚内温度tin、接收所述外温度传感器检测到的棚外温度信号以获得棚外温度tout以及接收所述外冷设备的工作信号以获得所述外冷设备的工作状态；其中，所述外冷设备的工作状态包括工作和停止工作；
s2：当tin≥t2时，所述控制装置控制所述顶部门装置打开、控制所述侧面门装置打开和控制所述加热装置关闭；
当tin≤t1时，所述控制装置控制所述顶部门装置关闭、控制所述侧面门装置关闭和控制所述加热装置打开；
当t1＜tin＜t2时，则执行步骤m1；
其中，步骤m1的具体操作为：
当所述外冷设备停止工作时，所述控制装置控制所述顶部门装置关闭、控制所述侧面门装置关闭和控制所述加热装置关闭；
当所述外冷设备工作时，则执行步骤m2；
其中，步骤m2的具体操作为：
当(tin-tout)≤δt1且tout下降或恒定时，所述控制装置控制所述侧面门装置关闭、控制所述顶部门装置打开和控制所述加热装置关闭；
当(tin-tout)≤δt1且tout上升时，所述控制装置控制所述侧面门装置打开、控制所述顶部门装置打开和控制所述加热装置关闭；
当δt1＜(tin-tout)＜δt2且tout下降或恒定时，所述控制装置控制所述侧面门装置关闭、控制所述顶部门装置关闭和控制所述加热装置关闭；
当δt1＜(tin-tout)＜δt2且tout上升时，所述控制装置控制所述侧面门装置关闭、控制所述顶部门装置打开和控制所述加热装置关闭；
当(tin-tout)≥δt2且tout下降或恒定时，所述控制装置控制所述侧面门装置关闭、控制所述顶部门装置关闭和控制所述加热装置打开；
当(tin-tout)≥δt2且tout上升时，所述控制装置控制所述侧面门装置关闭、控制所述顶部门装置关闭和控制所述加热装置关闭。
进一步，所述侧面门装置、顶部门装置和加热装置分别设有至少两个；其中，
在步骤s2中，当tin≥t2时，所述控制装置控制所有所述顶部门装置同时打开、控制所有所述侧面门装置同时打开和控制所有所述加热装置同时关闭；
在步骤s2中，当tin≤t1时，所述控制装置控制所有所述顶部门装置同时关闭、控制所有所述侧面门装置同时关闭和控制所有所述加热装置同时打开；
在步骤m2中，当(tin-tout)≤δt1且tout下降或恒定时，所述控制装置控制所述侧面门装置依次逐个关闭、控制所有所述顶部门装置同时打开和控制所有所述加热装置同时关闭；
在步骤m2中，当(tin-tout)≤δt1且tout上升时，所述控制装置控制所述侧面门装置依次逐个打开、控制所有所述顶部门装置同时打开和控制所有所述加热装置同时关闭；
在步骤m2中，当δt1＜(tin-tout)＜δt2且tout下降或恒定时，所述控制装置控制所有所述侧面门装置同时关闭、控制所述顶部门装置依次逐个关闭和控制所有所述加热装置同时关闭；
在步骤m2中，当δt1＜(tin-tout)＜δt2且tout上升时，所述控制装置控制所有所述侧面门装置同时关闭、控制所述顶部门装置依次逐个打开和控制所有所述加热装置同时关闭；
在步骤m2中，当(tin-tout)≥δt2且tout下降或恒定时，所述控制装置控制所有所述侧面门装置同时关闭、控制所有所述顶部门装置同时关闭和控制所述加热装置依次逐个打开；
在步骤m2中，当(tin-tout)≥δt2且tout上升时，所述控制装置控制所有所述侧面门装置同时关闭、控制所有所述顶部门装置同时关闭和控制所述加热装置依次逐个关闭。
进一步，所述控制装置中还设有第一温度变化速率基准值dt1、第二温度变化速率基准值dt2和第三温度变化速率基准值dt3；其中，
所述侧面门装置依次逐个关闭的具体方法为：
若tout恒定或tout的下降速率小于dt1，则所述侧面门装置每隔时间t1关闭一个；
若tout的下降速率大于等于dt1，则所述侧面门装置每隔时间t2关闭一个；
所述侧面门装置依次逐个打开的具体方法为：
若tout的上升速率小于dt1，则所述侧面门装置每隔时间t1打开一个；
若tout的上升速率大于等于dt1，则所述侧面门装置每隔时间t2打开一个；其中，t1＞t2；
所述顶部门装置依次逐个关闭的具体方法为：
若tout恒定或tout的下降速率小于dt2，则所述顶部门装置每隔时间t3关闭一个；
若tout的下降速率大于等于dt2，则所述顶部门装置每隔时间t4关闭一个；
所述顶部门装置依次逐个打开的具体方法为：
若tout的上升速率小于dt2，则所述顶部门装置每隔时间t3打开一个；
若tout的上升速率大于等于dt2，则所述顶部门装置每隔时间t4打开一个；其中，t3＞t4；
所述加热装置依次逐个打开的具体方法为：
若tout恒定或tout的下降速率小于dt3，则所述加热装置每隔时间t5打开一个；
若tout的下降速率大于等于dt3，则所述加热装置每隔时间t6打开一个；
所述加热装置依次逐个关闭的具体方法为：
若tout的上升速率小于dt3，则所述加热装置每隔时间t5关闭一个；
若tout的上升速率大于等于dt3，则所述加热装置每隔时间t6关闭一个；其中，t5＞t6。
采用了上述技术方案后，所述控制装置的输入端与所述内温度传感器、外温度传感器和所述外冷设备相连，所述控制装置还与所述侧面门装置、顶部门装置和所述加热装置控制连接，所述控制装置适于根据所述内温度传感器检测到的棚内温度信号、外温度传感器检测到的棚外温度信号和所述外冷设备的工作信号控制所述侧面门装置、顶部门装置和所述加热装置动作，进而能够及时控制所述防冻棚内的温度，保证所述防冻棚内的温度稳定，而且不需要人工操作，能够实现无人值守；还避免了因工作人员未及时操作而造成的防冻棚内温度过高或过低的风险，能够避免管道结冰涨裂，保证了外冷设备和换流阀冷却系统的正常运行。
附图说明
图1为本发明的换流阀外冷设备用防冻棚装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，一种换流阀外冷设备用防冻棚装置，它包括防冻棚1、控制装置2、至少一个侧面门装置3、至少一个顶部门装置4、至少一个加热装置5、至少一个内温度传感器6和至少一个外温度传感器7；其中，
所述防冻棚1设置在外冷设备的外部；
所述侧面门装置3设置在所述防冻棚1的侧面；
所述顶部门装置4设置在所述防冻棚1的上端部；
所述加热装置5设于所述防冻棚1中；
所述内温度传感器6安装在所述防冻棚1内并适于检测所述防冻棚1内的温度；
所述外温度传感器7安装在所述防冻棚1外并适于检测所述防冻棚1外的温度；
所述控制装置2的输入端与所述内温度传感器6、外温度传感器7和所述外冷设备相连，所述控制装置2还与所述侧面门装置3、顶部门装置4和所述加热装置5控制连接，所述控制装置2适于根据所述内温度传感器6检测到的棚内温度信号、外温度传感器7检测到的棚外温度信号和所述外冷设备的工作信号控制所述侧面门装置3、顶部门装置4和所述加热装置5动作；具体的，所述换流阀外冷设备用防冻棚装置适于控制所述外冷设备周围的环境温度。在本实施例中，所述侧面门装置3和所述顶部门装置4分别能够控制所述防冻棚1内外空气流通的流通量，以及控制所述防冻棚1内外环境的接触面积；所述加热装置5能够对所述防冻棚1内进行加热。进一步具体的，外部空气从所述侧面门装置3流入所述防冻棚1中然后从所述顶部门装置4流出。所述控制装置2通过监测所述防冻棚1的内部温度和外部温度，能够及时控制所述侧面门装置3、顶部门装置4和加热装置5的打开和关闭，进而及时控制所述防冻棚1内的温度，保证所述防冻棚1内的温度稳定；并且不需要人工操作，实现了24小时无人值守；还避免了因工作人员未及时操作而造成的防冻棚1内温度过高或过低的风险，能够避免管道结冰涨裂，保证了外冷设备和换流阀冷却系统的正常运行。
如图1所示，所述防冻棚1可以包括支撑骨架、连接在所述支撑骨架上的侧面保温墙体以及连接在所述支撑骨架上的顶部保温墙体；其中，
所述侧面门装置3安装在所述侧面保温墙体上；
所述顶部门装置4设置在所述顶部保温墙体上；
所述加热装置5连接在所述支撑骨架上；具体的，所述支撑骨架可以由钢制成，所述侧面保温墙体和所述顶部保温墙体分别可以为双层压型钢板复合保温墙体或单层压型钢板复合保温墙体；在本实施例中，所述侧面保温墙体和所述顶部保温墙体分别为双层压型钢板复合保温墙体。
在本实施例中，所述侧面门装置3可以为电动卷帘门；
所述顶部门装置4可以为电动卷帘门；
所述加热装置5可以为暖风机；具体的，所述暖风机的具体结构均为本领域技术人员熟知的现有技术，本实施例中不作具体赘述。
在本实施例中，所述电动卷帘门可以包括门帘、传动轴、电机和编码器；其中，
所述门帘的一端部连接在所述传动轴上；
所述电机与所述传动轴相连并适于驱动所述传动轴旋转以收卷所述门帘和放卷所述门帘；
所述编码器连接在所述电机的输出轴上以检测电机输出轴的旋转角度或连接在所述传动轴上以检测所述传动轴的旋转角度；具体的，通过所述传动轴或所述电机输出轴的旋转角度能够反映出所述门帘的位置，进而能够监测所述门帘的打开位置。
在本实施例中，所述外冷设备可以包括空气冷却器和闭式冷却塔；在本实施例中，所述外冷设备采用空气冷却器为主、闭式冷却塔为辅的结构，所述空气冷却器和所述闭式冷却塔的具体结构均为本领域技术人员熟知的现有技术，本实施例中不作具体赘述。
在本实施例中，所述加热装置5可以安装在所述空气冷却器的进风口处并适于对所述空气冷却器的进风进行加热；
所述内温度传感器6安装在所述空气冷却器的进风口处；其中，所述内温度传感器6和所述外温度传感器7分别设有至少两个，至少两个所述内温度传感器6之间的距离不应过大，所述外温度传感器7应尽可能放置于当地主要季风的上风口，至少两个所述外温度传感器7之间的距离不应过大；所述内温度传感器6和所述外温度传感器7的具体结构均为本领域技术人员熟知的现有技术，本实施例中不作具体赘述。
在本实施例中，所述控制装置2可以包括控制器，所述控制器的型号为pcs-9532。
实施例二
如图1所示，一种如实施例一所述的换流阀外冷设备用防冻棚装置的控制方法，所述控制装置2中设有温度低值t1、温度高值t2、温差低值δt1和温差高值δt2；其中，t1＜t2，δt1＜δt2；
方法的步骤中包括：
s1：所述控制装置2接收所述内温度传感器6检测到的棚内温度信号以获得棚内温度tin、接收所述外温度传感器7检测到的棚外温度信号以获得棚外温度tout以及接收所述外冷设备的工作信号以获得所述外冷设备的工作状态；其中，所述外冷设备的工作状态包括工作和停止工作；
s2：当tin≥t2时，所述控制装置2控制所述顶部门装置4打开、控制所述侧面门装置3打开和控制所述加热装置5关闭；
当tin≤t1时，所述控制装置2控制所述顶部门装置4关闭、控制所述侧面门装置3关闭和控制所述加热装置5打开；
当t1＜tin＜t2时，则执行步骤m1；
其中，步骤m1的具体操作为：
当所述外冷设备停止工作时，所述控制装置2控制所述顶部门装置4关闭、控制所述侧面门装置3关闭和控制所述加热装置5关闭；
当所述外冷设备工作时，则执行步骤m2；
其中，步骤m2的具体操作为：
当(tin-tout)≤δt1且tout下降或恒定时，所述控制装置2控制所述侧面门装置3关闭、控制所述顶部门装置4打开和控制所述加热装置5关闭；
当(tin-tout)≤δt1且tout上升时，所述控制装置2控制所述侧面门装置3打开、控制所述顶部门装置4打开和控制所述加热装置5关闭；
当δt1＜(tin-tout)＜δt2且tout下降或恒定时，所述控制装置2控制所述侧面门装置3关闭、控制所述顶部门装置4关闭和控制所述加热装置5关闭；
当δt1＜(tin-tout)＜δt2且tout上升时，所述控制装置2控制所述侧面门装置3关闭、控制所述顶部门装置4打开和控制所述加热装置5关闭；
当(tin-tout)≥δt2且tout下降或恒定时，所述控制装置2控制所述侧面门装置3关闭、控制所述顶部门装置4关闭和控制所述加热装置5打开；
当(tin-tout)≥δt2且tout上升时，所述控制装置2控制所述侧面门装置3关闭、控制所述顶部门装置4关闭和控制所述加热装置5关闭；在本实施例中，所述温度低值t1可以为5℃，t2可以为10℃。
具体的，关闭所述侧面门装置3、关闭所述顶部门装置4和打开所述加热装置5分别是一种保温措施；
当tin≥t2时，说明棚内温度tin过高，此时应该尽快打开所述侧面门装置3、打开所述顶部门装置4和关闭所述加热装置5以使棚内温度tin尽快降低；
当tin≤t1时，说明棚内温度tin过低，此时应该尽快关闭所述侧面门装置3、关闭所述顶部门装置4和打开所述加热装置5以使棚内温度tin尽快升高；
当t1＜tin＜t2时则说明棚内温度tin比较适中，此时若(tin-tout)≥δt2，则说明棚外温度tout很低，此时需要增加保温措施以防止棚内温度tin突然降低至低于温度低值t1；若(tin-tout)≤δt1，则说明棚外温度tout较高，此时需要减少保温措施以防止棚内温度tin突然升高至超过温度高值t2；当δt1＜(tin-tout)＜δt2，此时棚内温度tin骤升和骤降的风险都较低；因此，
当(tin-tout)≥δt2时，说明棚外温度tout很低，棚内温度tin骤降的风险较高，若同时tout还在下降，则棚内温度tin骤降的风险进一步提高，因此所述控制装置2控制所述侧面门装置3关闭、控制所述顶部门装置4关闭和控制所述加热装置5打开，以通过三种保温措施来防止棚内温度tin骤降；
当(tin-tout)≥δt2时，说明棚外温度tout很低，棚内温度tin骤降的风险较高，若同时tout在上升，则棚内温度tin骤降的风险得到降低，因此所述控制装置2控制所述侧面门装置3关闭、控制所述顶部门装置4关闭和控制所述加热装置5关闭，以通过两种保温措施来防止棚内温度tin骤降；
当(tin-tout)≤δt1时，说明棚外温度tout较高，棚内温度tin骤升的风险较高，若同时tout还在上升，则棚内温度tin骤升的风险进一步提高，因此所述控制装置2控制所述侧面门装置3打开、控制所述顶部门装置4打开和控制所述加热装置5关闭，停止所有保温措施来防止棚内温度tin骤升；
当(tin-tout)≤δt1时，说明棚外温度tout较高，棚内温度tin骤升的风险较高，若同时tout在下降，则棚内温度tin骤升的风险得到降低，因此所述控制装置2控制所述侧面门装置3关闭、控制所述顶部门装置4打开和控制所述加热装置5关闭，停止了两种保温措施来防止棚内温度tin骤升；
当δt1＜(tin-tout)＜δt2时，此时棚内温度tin骤升和骤降的风险都较低，若tout下降，则所述控制装置2控制所述侧面门装置3关闭、控制所述顶部门装置4关闭和控制所述加热装置5关闭；若tout上升，则所述控制装置2控制所述侧面门装置3关闭、控制所述顶部门装置4打开和控制所述加热装置5关闭，以便进一步调节所述棚内温度tin，使棚内温度tin稳定。
如图1所示，所述侧面门装置3、顶部门装置4和加热装置5分别设有至少两个；其中，
在步骤s2中，当tin≥t2时，所述控制装置2控制所有所述顶部门装置4同时打开、控制所有所述侧面门装置3同时打开和控制所有所述加热装置5同时关闭，以便尽快停止所有保温措施；
在步骤s2中，当tin≤t1时，所述控制装置2控制所有所述顶部门装置4同时关闭、控制所有所述侧面门装置3同时关闭和控制所有所述加热装置5同时打开，以便尽快开启所有保温措施；
在步骤m2中，当(tin-tout)≤δt1且tout下降或恒定时，所述控制装置2控制所述侧面门装置3依次逐个关闭、控制所有所述顶部门装置4同时打开和控制所有所述加热装置5同时关闭；
在步骤m2中，当(tin-tout)≤δt1且tout上升时，所述控制装置2控制所述侧面门装置3依次逐个打开、控制所有所述顶部门装置4同时打开和控制所有所述加热装置5同时关闭；
在步骤m2中，当δt1＜(tin-tout)＜δt2且tout下降或恒定时，所述控制装置2控制所有所述侧面门装置3同时关闭、控制所述顶部门装置4依次逐个关闭和控制所有所述加热装置5同时关闭；
在步骤m2中，当δt1＜(tin-tout)＜δt2且tout上升时，所述控制装置2控制所有所述侧面门装置3同时关闭、控制所述顶部门装置4依次逐个打开和控制所有所述加热装置5同时关闭；
在步骤m2中，当(tin-tout)≥δt2且tout下降或恒定时，所述控制装置2控制所有所述侧面门装置3同时关闭、控制所有所述顶部门装置4同时关闭和控制所述加热装置5依次逐个打开；
在步骤m2中，当(tin-tout)≥δt2且tout上升时，所述控制装置2控制所有所述侧面门装置3同时关闭、控制所有所述顶部门装置4同时关闭和控制所述加热装置5依次逐个关闭。
在本实施例中，所述控制装置2中还设有第一温度变化速率基准值dt1、第二温度变化速率基准值dt2和第三温度变化速率基准值dt3；其中，
所述侧面门装置3依次逐个关闭的具体方法为：
若tout恒定或toit的下降速率小于dt1，则所述侧面门装置3每隔时间t1关闭一个；
若tout的下降速率大于等于dt1，则所述侧面门装置3每隔时间t2关闭一个；
所述侧面门装置3依次逐个打开的具体方法为：
若tout的上升速率小于dt1，则所述侧面门装置3每隔时间t1打开一个；
若tout的上升速率大于等于dt1，则所述侧面门装置3每隔时间t2打开一个；其中，t1＞t2；
所述顶部门装置4依次逐个关闭的具体方法为：
若tout恒定或tout的下降速率小于dt2，则所述顶部门装置4每隔时间t3关闭一个；
若tout的下降速率大于等于dt2，则所述顶部门装置4每隔时间t4关闭一个；
所述顶部门装置4依次逐个打开的具体方法为：
若tout的上升速率小于dt2，则所述顶部门装置4每隔时间t3打开一个；
若tout的上升速率大于等于dt2，则所述顶部门装置4每隔时间t4打开一个；其中，t3＞t4；
所述加热装置5依次逐个打开的具体方法为：
若tout恒定或tout的下降速率小于dt3，则所述加热装置5每隔时间t5打开一个；
若tout的下降速率大于等于dt3，则所述加热装置5每隔时间t6打开一个；
所述加热装置5依次逐个关闭的具体方法为：
若tout的上升速率小于dt3，则所述加热装置5每隔时间t5关闭一个；
若tout的上升速率大于等于dt3，则所述加热装置5每隔时间t6关闭一个；其中，t5＞t6。
在本实施例中，dt1＝dt2＝dt3，dt1、dt2和dt3的单位分别可以为℃/min，t1＝2t2，t3＝2t4，t5＝2t6，t1＝t3＝t5。
具体的，当tout的上升速率或下降速率较大时，则需要尽快采取对应措施，因此采取对应措施的时间间隔应该变短；相反若tout的上升速率或下降速率较小时，则可以慢慢地采取对应措施，因此采取对应措施的时间间隔应该较长。
本发明的工作原理如下：
所述控制装置2的输入端与所述内温度传感器6、外温度传感器7和所述外冷设备相连，所述控制装置2还与所述侧面门装置3、顶部门装置4和所述加热装置5控制连接，所述控制装置2适于根据所述内温度传感器6检测到的棚内温度信号、外温度传感器7检测到的棚外温度信号和所述外冷设备的工作信号控制所述侧面门装置3、顶部门装置4和所述加热装置5动作，进而能够及时控制所述防冻棚内的温度，保证所述防冻棚内的温度稳定，而且不需要人工操作，能够实现无人值守；还避免了因工作人员未及时操作而造成的防冻棚内温度过高或过低的风险，能够避免管道结冰涨裂，保证了外冷设备和换流阀冷却系统的正常运行。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
1.一种换流阀外冷设备用防冻棚装置，其特征在于，它包括防冻棚(1)、控制装置(2)、至少一个侧面门装置(3)、至少一个顶部门装置(4)、至少一个加热装置(5)、至少一个内温度传感器(6)和至少一个外温度传感器(7)；其中，
所述防冻棚(1)设置在外冷设备的外部；
所述侧面门装置(3)设置在所述防冻棚(1)的侧面；
所述顶部门装置(4)设置在所述防冻棚(1)的上端部；
所述加热装置(5)设于所述防冻棚(1)中；
所述内温度传感器(6)安装在所述防冻棚(1)内并适于检测所述防冻棚(1)内的温度；
所述外温度传感器(7)安装在所述防冻棚(1)外并适于检测所述防冻棚(1)外的温度；
所述控制装置(2)的输入端与所述内温度传感器(6)、外温度传感器(7)和所述外冷设备相连，所述控制装置(2)还与所述侧面门装置(3)、顶部门装置(4)和所述加热装置(5)控制连接，所述控制装置(2)适于根据所述内温度传感器(6)检测到的棚内温度信号、外温度传感器(7)检测到的棚外温度信号和所述外冷设备的工作信号控制所述侧面门装置(3)、顶部门装置(4)和所述加热装置(5)动作。
2.根据权利要求1所述的换流阀外冷设备用防冻棚装置，其特征在于，所述防冻棚(1)包括支撑骨架、连接在所述支撑骨架上的侧面保温墙体以及连接在所述支撑骨架上的顶部保温墙体；其中，
所述侧面门装置(3)安装在所述侧面保温墙体上；
所述顶部门装置(4)设置在所述顶部保温墙体上；
所述加热装置(5)连接在所述支撑骨架上。
3.根据权利要求1所述的换流阀外冷设备用防冻棚装置，其特征在于，
所述侧面门装置(3)为电动卷帘门；
和/或所述顶部门装置(4)为电动卷帘门；
和/或所述加热装置(5)为暖风机。
4.根据权利要求3所述的换流阀外冷设备用防冻棚装置，其特征在于，所述电动卷帘门包括门帘、传动轴、电机和编码器；其中，
所述门帘的一端部连接在所述传动轴上；
所述电机与所述传动轴相连并适于驱动所述传动轴旋转以收卷所述门帘和放卷所述门帘；
所述编码器连接在所述电机的输出轴上以检测电机输出轴的旋转角度或连接在所述传动轴上以检测所述传动轴的旋转角度。
5.根据权利要求1所述的换流阀外冷设备用防冻棚装置，其特征在于，所述外冷设备包括空气冷却器和/或闭式冷却塔。
6.根据权利要求5所述的换流阀外冷设备用防冻棚装置，其特征在于，
所述加热装置(5)安装在所述空气冷却器的进风口处并适于对所述空气冷却器的进风进行加热；
和/或所述内温度传感器(6)安装在所述空气冷却器的进风口处。
7.根据权利要求1所述的换流阀外冷设备用防冻棚装置，其特征在于，所述控制装置(2)包括控制器。
8.一种如权利要求1～7中任一项所述的换流阀外冷设备用防冻棚装置的控制方法，其特征在于，所述控制装置(2)中设有温度低值t1、温度高值t2、温差低值δt1和温差高值δt2；其中，t1＜t2，δt1＜δt2；
方法的步骤中包括：
s1：所述控制装置(2)接收所述内温度传感器(6)检测到的棚内温度信号以获得棚内温度tin、接收所述外温度传感器(7)检测到的棚外温度信号以获得棚外温度tout以及接收所述外冷设备的工作信号以获得所述外冷设备的工作状态；其中，所述外冷设备的工作状态包括工作和停止工作；
s2：当tin≥t2时，所述控制装置(2)控制所述顶部门装置(4)打开、控制所述侧面门装置(3)打开和控制所述加热装置(5)关闭；
当tin≤t1时，所述控制装置(2)控制所述顶部门装置(4)关闭、控制所述侧面门装置(3)关闭和控制所述加热装置(5)打开；
当t1＜tin＜t2时，则执行步骤m1；
其中，步骤m1的具体操作为：
当所述外冷设备停止工作时，所述控制装置(2)控制所述顶部门装置(4)关闭、控制所述侧面门装置(3)关闭和控制所述加热装置(5)关闭；
当所述外冷设备工作时，则执行步骤m2；
其中，步骤m2的具体操作为：
当(tin-tout)≤δt1且tout下降或恒定时，所述控制装置(2)控制所述侧面门装置(3)关闭、控制所述顶部门装置(4)打开和控制所述加热装置(5)关闭；
当(tin-tout)≤δt1且tout上升时，所述控制装置(2)控制所述侧面门装置(3)打开、控制所述顶部门装置(4)打开和控制所述加热装置(5)关闭；
当δt1＜(tin-tout)＜δt2且tout下降或恒定时，所述控制装置(2)控制所述侧面门装置(3)关闭、控制所述顶部门装置(4)关闭和控制所述加热装置(5)关闭；
当δt1＜(tin-tout)＜δt2且tout上升时，所述控制装置(2)控制所述侧面门装置(3)关闭、控制所述顶部门装置(4)打开和控制所述加热装置(5)关闭；
当(tin-tout)≥δt2且tout下降或恒定时，所述控制装置(2)控制所述侧面门装置(3)关闭、控制所述顶部门装置(4)关闭和控制所述加热装置(5)打开；
当(tin-tout)≥δt2且tout上升时，所述控制装置(2)控制所述侧面门装置(3)关闭、控制所述顶部门装置(4)关闭和控制所述加热装置(5)关闭。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述侧面门装置(3)、顶部门装置(4)和加热装置(5)分别设有至少两个；其中，
在步骤s2中，当tin≥t2时，所述控制装置(2)控制所有所述顶部门装置(4)同时打开、控制所有所述侧面门装置(3)同时打开和控制所有所述加热装置(5)同时关闭；
在步骤s2中，当tin≤t1时，所述控制装置(2)控制所有所述顶部门装置(4)同时关闭、控制所有所述侧面门装置(3)同时关闭和控制所有所述加热装置(5)同时打开；
在步骤m2中，当(tin-tout)≤δt1且tout下降或恒定时，所述控制装置(2)控制所述侧面门装置(3)依次逐个关闭、控制所有所述顶部门装置(4)同时打开和控制所有所述加热装置(5)同时关闭；
在步骤m2中，当(tin-tout)≤δt1且tout上升时，所述控制装置(2)控制所述侧面门装置(3)依次逐个打开、控制所有所述顶部门装置(4)同时打开和控制所有所述加热装置(5)同时关闭；
在步骤m2中，当δt1＜(tin-tout)＜δt2且tout下降或恒定时，所述控制装置(2)控制所有所述侧面门装置(3)同时关闭、控制所述顶部门装置(4)依次逐个关闭和控制所有所述加热装置(5)同时关闭；
在步骤m2中，当δt1＜(tin-tout)＜δt2且tout上升时，所述控制装置(2)控制所有所述侧面门装置(3)同时关闭、控制所述顶部门装置(4)依次逐个打开和控制所有所述加热装置(5)同时关闭；
在步骤m2中，当(tin-tout)≥δt2且tout下降或恒定时，所述控制装置(2)控制所有所述侧面门装置(3)同时关闭、控制所有所述顶部门装置(4)同时关闭和控制所述加热装置(5)依次逐个打开；
在步骤m2中，当(tin-tout)≥δt2且tout上升时，所述控制装置(2)控制所有所述侧面门装置(3)同时关闭、控制所有所述顶部门装置(4)同时关闭和控制所述加热装置(5)依次逐个关闭。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制装置(2)中还设有第一温度变化速率基准值dt1、第二温度变化速率基准值dt2和第三温度变化速率基准值dt3；其中，
所述侧面门装置(3)依次逐个关闭的具体方法为：
若tout恒定或tout的下降速率小于dt1，则所述侧面门装置(3)每隔时间t1关闭一个；
若tout的下降速率大于等于dt1，则所述侧面门装置(3)每隔时间t2关闭一个；
所述侧面门装置(3)依次逐个打开的具体方法为：
若tout的上升速率小于dt1，则所述侧面门装置(3)每隔时间t1打开一个；
若tout的上升速率大于等于dt1，则所述侧面门装置(3)每隔时间t2打开一个；其中，t1＞t2；
所述顶部门装置(4)依次逐个关闭的具体方法为：
若tout恒定或tout的下降速率小于dt2，则所述顶部门装置(4)每隔时间t3关闭一个；
若tout的下降速率大于等于dt2，则所述顶部门装置(4)每隔时间t4关闭一个；
所述顶部门装置(4)依次逐个打开的具体方法为：
若tout的上升速率小于dt2，则所述顶部门装置(4)每隔时间t3打开一个；
若tout的上升速率大于等于dt2，则所述顶部门装置(4)每隔时间t4打开一个；其中，t3＞t4；
所述加热装置(5)依次逐个打开的具体方法为：
若tout恒定或tout的下降速率小于dt3，则所述加热装置(5)每隔时间t5打开一个；
若tout的下降速率大于等于dt3，则所述加热装置(5)每隔时间t6打开一个；
所述加热装置(5)依次逐个关闭的具体方法为：
若tout的上升速率小于dt3，则所述加热装置(5)每隔时间t5关闭一个；
若tout的上升速率大于等于dt3，则所述加热装置(5)每隔时间t6关闭一个；其中，t5＞t6。
技术总结