除湿系统及风力发电机组的制作方法

1.本发明涉及除湿技术领域，具体地涉及一种除湿系统及一种风力发电机组。


背景技术：

2.对于包含金属制品的设备，设备内部湿度过高通常是导致零部件发生腐蚀或老化的重要因素，使设备存在漏电、线路短路等安全隐患。以风电机组为例，风电机组由于长时间暴露在恶劣的环境下，其内部机舱、塔筒内的湿度易受到外界环境的影响。
3.现有技术中，风电机组内部的湿度通常采用除湿机进行除湿，但是，由于风电机组的机舱内布置有较多的电气柜体及机械设备，导致部分区域空气流通不畅，设置的除湿机不停运行也无法满足机舱内的除湿要求，同时由于传感器仅采集除湿机周围的湿度值，机舱内其他区域湿度超限时，无法及时进行监测和除湿。按当前的策略实施除湿，存在除湿效果不佳、除湿效率低、湿度传感器测量值低于设定值但部分区域仍然较为潮湿的问题。


技术实现要素：

4.本发明实施方式的目的是提供一种除湿系统，以至少解决上述的按当前的策略实施除湿，存在除湿效果不佳、除湿效率低、湿度传感器测量值低于设定值但部分区域仍然较为潮湿的问题。
5.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种除湿系统，用于对封闭区域进行除湿，所述封闭区域的内部空间划分有多个区域，所述系统包括：
6.多个湿度检测装置，每一区域内设置有至少一个湿度检测装置，用于检测对应区域的湿度值；
7.除湿装置，设置在所述内部空间中，所述除湿装置能够对进入除湿装置内的气体进行干燥，所述除湿装置通过与每一区域实现气体交换对对应区域进行除湿；
8.控制器，与所述湿度检测装置和所述除湿装置电连接，所述控制器用于根据接收的每一区域的湿度值，控制除湿装置工作，以及根据接收的每一区域的湿度值，调节除湿装置与每一区域的气体交换速率。
9.可选的，所述除湿装置包括进风口和出风口；
10.所述进风口连接多根气体输入管道；所述出风口连接多根气体输出管道；
11.每一区域内设置有至少一根气体输入管道和至少一根气体输出管道；
12.通过所述气体输入管道向所述除湿装置输送对应区域的气体进行气体干燥，以及通过所述气体输出管道向对应区域输送干燥后的气体。
13.可选的，所述系统还包括：
14.多个气体流量调节装置，与所述控制器电连接，每一气体输入管道和每一气体输出管道上均设置有气体流量调节装置，所述气体流量调节装置用于在控制器的控制下调节对应管道的开度，实现除湿装置与每一区域的气体交换速率的调节。
15.可选的，所述气体流量调节装置为电控阀门。
16.可选的，所述湿度检测装置为湿度传感器；
17.所述除湿装置为转轮除湿机或工业除湿机。
18.可选的，所述控制器用于：
19.在存在任一区域的湿度值大于湿度阈值时，控制除湿装置开机；
20.在所有区域的湿度值均小于湿度阈值时，控制除湿装置停机。
21.可选的，所述控制器在控制除湿装置开机前，还用于：
22.将湿度值大于湿度阈值的区域确定为调节区域，并获取调节区域在当前时刻与过去预设时刻之间的湿度平均值；
23.基于所述湿度平均值和湿度阈值，确定除湿装置与每一调节区域的气体交换速率。
24.可选的，所述控制器在控制除湿装置开机后，还用于：
25.自控制除湿装置开机的时刻起，经过预设时间后，重新计算除湿装置与每一调节区域的气体交换速率。
26.可选的，所述控制器根据以下计算公式确定除湿装置与每一区域的气体交换速率：
[0027][0028]
其中，qi为除湿装置与区域i的气体交换速率；为当前时刻与过去预设时刻之间区域i的湿度平均值；t为湿度阈值；q为除湿装置的气体交换总量。
[0029]
本发明第二方面提供一种风力发电机组，包括机舱和上述的除湿系统，所述除湿系统设置在所述机舱内。
[0030]
本技术方案将需进行除湿的内部空间划分为多个区域，并且采集每一个区域的湿度值，根据每一个区域的湿度值对应设置气体交换速率，实现除湿，在不额外增加除湿装置的基础上，实现不同区域的差异化除湿调节，能够降低除湿成本、提高除湿效果和除湿效率。
[0031]
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0032]
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
[0033]
图1是本发明提供的除湿系统的结构示意图；
[0034]
图2是本发明提供的除湿装置与气体流量调节装置的连接结构示意图；
[0035]
图3是本发明提供的控制器的控制逻辑示意图。
[0036]
附图标记说明
[0037]
1-湿度检测装置；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2-除湿装置；
[0038]
3-控制器；
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4-气体流量调节装置；
[0039]
21-气体输入管道；
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22-气体输出管道。
具体实施方式
[0040]
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
[0041]
在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指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，“内、外”是指基于附图所示的方位或位置关系。
[0042]
术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。
[0043]
术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平、竖直或悬垂，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。
[0044]
此外，“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致相等”并不仅仅表示绝对的相等，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别说明，“大致”、“基本”等用语均为与上述类似的含义。
[0045]
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0046]
图1是本发明提供的除湿系统的结构示意图；图2是本发明提供的除湿装置与气体流量调节装置的连接结构示意图；图3是本发明提供的控制器的控制逻辑示意图。
[0047]
如图1、图3所示，本发明实施方式提供一种除湿系统，用于对具有内部空间的封闭区域进行除湿，所述封闭区域的内部空间划分有多个区域，所述系统包括：
[0048]
多个湿度检测装置1，每一区域内设置有至少一个湿度检测装置1，用于检测对应区域的湿度值；
[0049]
除湿装置2，设置在所述封闭区域的内部空间中，所述除湿装置2能够对进入除湿装置2内的气体进行干燥，所述除湿装置2通过与每一区域实现气体交换对对应区域进行除湿；
[0050]
控制器3，与所述湿度检测装置1和所述除湿装置2电连接，所述控制器3用于根据接收的每一区域的湿度值，控制除湿装置2工作，以及根据接收的每一区域的湿度值，调节除湿装置2与每一区域的气体交换速率。
[0051]
具体地，在本实施方式中，具有内部空间的封闭区域可以是机器设备的内部，也可以是房间内部等。将封闭区域的内部空间划分为多个区域，具体可以根据机器内部各个部件的设置位置来确定，根据房间内物品的摆放位置来确定。
[0052]
湿度检测装置1设置在不同的区域内，具体可以是在每一个区域的正中间部位，以保证获取的湿度值更加准确。除湿装置2内部设置有干燥机等，能够对进入到内部的气体进行干燥，并将干燥后的气体排放出除湿装置2外部，通过吸气-除湿-排气的循环，实现封闭
区域内的除湿。为了实现除湿装置2的自动控制，保证对封闭区域内的除湿能够及时有效，采用控制器对除湿装置2进行开机和关机控制；同时，根据接收的每一区域的湿度值，调节除湿装置2与每一区域的气体交换速率，实现针对不同湿度值的区域，采取不同的气体交换速率，从而保证除湿效果和除湿效率。具体地，可以通过变频器、继电器、开关电路等实现除湿装置2电源通断的控制。控制器3可采用plc控制器、单片机、数字控制器等，更具体地，可直接采用风力发电机组控制柜内的主控系统进行除湿装置2的控制。
[0053]
进一步地，如图2所示，所述除湿装置2包括进风口和出风口；
[0054]
所述进风口连接多根气体输入管道21；所述出风口连接多根气体输出管道22；
[0055]
每一区域内设置有至少一根气体输入管道21和至少一根气体输出管道22；
[0056]
通过所述气体输入管道21向所述除湿装置2输送对应区域的气体进行气体干燥，以及通过所述气体输出管道22向对应区域输送干燥后的气体。
[0057]
具体地，气体输入管道21和气体输出管道22的数量由划分的区域数量来确定，至少保证一个区域对应有至少一根气体输入管道21和气体输出管道22，气体输入管道21和气体输出管道22一端与除湿装置2包括进风口和出风口连接，另一端则设置在对应的区域内，且同一区域中的气体输入管道21与气体输出管道22的端部均间隔一定的距离设置，以形成空气的对流，进一步提高除湿的效果。通过进风口进入到除湿装置2内的气体采用加热除湿、压缩除湿的方式进行干燥，气体经过干燥后由出风口送出。
[0058]
进一步地，如图2所示，所述系统还包括：
[0059]
多个气体流量调节装置4，与所述控制器3电连接，每一气体输入管道21和每一气体输出管道22上均设置有气体流量调节装置4，所述气体流量调节装置4用于在控制器3的控制下调节对应管道的开度，实现除湿装置2与每一区域的气体交换速率的调节。
[0060]
具体地，在本实施方式中，由于除湿装置2的整体气体交换效率(即除湿的功率)是一定的，因此，为了实现针对不同区域的不同湿度，采取不同的气体交换速率控制，采取在每一气体输入管道21和每一气体输出管道22上设置气体流量调节装置4，通过气体流量调节装置4来控制对应管道的开度，实现对应管道气体的量调节，从而实现除湿装置2与每一区域的气体交换速率的调节。
[0061]
更具体地，当某一区域内的湿度值较高，则将该区域对应的气体输入管道21和气体输出管道22上气体流量调节装置4够调大开度，管道内气体流量增大，对该区域内的除湿效果会更加明显。
[0062]
进一步地，所述气体流量调节装置4为电控阀门。
[0063]
具体地，在本实施方式中，阀门可以设置为电动阀门，还可以设置为气动阀门等，能够在控制器3的控制下，实现远程的开度自动调节。
[0064]
进一步地，所述控制器3还用于在自向阀门发送开度调节信号的时刻起，经过预设时间，接收阀门的实际开度信号，若接收的阀门的实际开度信号对应的阀门开度与生成的开度调节信号对应的阀门开度不匹配，则产生告警。
[0065]
具体地，在本实施方式中，由于阀门在使用过程中，可进行间断的开闭调节，因此，对于每一阀门而言，使用过程中存在较为严重的磨损，因此，需要阀门将自身实时的开度情况反馈至控制器3，当控制器3根据计算出的气体交换速率产生开度调节信号，对阀门进行调节后，经过预设时间，阀门将自身的实际开度信号反馈至控制器3，控制器3判断接收自阀
门的实际开度信号对应的阀门开度是否与生成的开度调节信号对应的阀门开度相同，如果相同，则说明阀门处于正常工作状态，如果不同，说明阀门可能出现损坏，则向中控室发出报警信号，由检修人员进行检修。
[0066]
进一步地，所述湿度检测装置1为湿度传感器；
[0067]
所述除湿装置2为转轮除湿机或工业除湿机。
[0068]
更具体地，在除湿装置2进行除湿的过程中，比如采用压缩除湿的过程中，会凝结一定量的水，在方便直接向外排放的环境下，直接向封闭空间外排放，在不方便直接向封闭空间外排放的环境下，设置储存罐进行储存，定期进行排放。
[0069]
进一步地，所述控制器3用于：
[0070]
在存在任一区域的湿度值大于湿度阈值时，控制除湿装置2开机；
[0071]
在所有区域的湿度值均小于湿度阈值时，控制除湿装置2停机。
[0072]
具体地，在本实施方式中，当存在任一区域的湿度值大于湿度阈值，说明环境中存在湿度过高的区域，因此，需要控制除湿装置2开机工作，进行除湿；当经过预设时间的除湿后，所有区域的湿度值均小于等于湿度阈值，说明环境中不存在湿度过高的区域，此时控制除湿装置2停机。其中，湿度阈值可根据实际的环境进行设定。采用上述的控制方式，能够实现除湿装置2的自动控制，既能够保证及时的除湿，又能够减少除湿装置2的过运行。
[0073]
进一步地，所述控制器3在控制除湿装置2开机前，还用于：
[0074]
将湿度值大于湿度阈值的区域确定为调节区域，并获取调节区域在当前时刻与过去预设时刻之间的湿度平均值；
[0075]
基于所述湿度平均值和湿度阈值，确定除湿装置2与每一调节区域的气体交换速率。
[0076]
具体地，在本实施方式，当检测到存在区域的湿度值大于湿度阈值时，首先，筛选出湿度值大于湿度阈值的区域，将湿度值大于湿度阈值的区域确定为调节区域，计算出每一个调节区域的湿度平均值，并结合湿度阈值，确定除湿装置2与每一调节区域的气体交换速率，实现差异化调节，以保证每一调节区域的除湿效果。采用湿度平均值进行后续气体交换速率得计算，使用的数据样本多，能够保证数据的准确性。当前时刻与过去预设时刻的时间长度可以为30秒、1分钟等。
[0077]
进一步地，所述控制器3在控制除湿装置2开机后，还用于：
[0078]
自控制除湿装置2开机的时刻起，经过预设时间后，重新计算除湿装置2与每一调节区域的气体交换速率。
[0079]
具体地，在本实施方式中，为了避免频繁调节气体流量调节装置4，设置对应的调节周期，在每一次确定调节区域的气体交换速率后，按照此气体交换速率运行预设时间后，才再次重新确定出调节区域，并计算除湿装置2与每一调节区域的气体交换速率，以保证气体流量调节装置4的使用寿命。更具体地，可以设置为5分钟、10分钟等。
[0080]
进一步地，所述控制器3根据以下计算公式确定除湿装置2与每一区域的气体交换速率：
[0081]
[0082]
其中，qi为除湿装置与区域i的气体交换速率；为当前时刻与过去预设时刻之间区域i的湿度平均值；t为湿度阈值；q为除湿装置的气体交换总量，除湿装置的气体交换总量由除湿装置的运行功率确定。
[0083]
具体地，当前时刻与过去预设时刻之间区域i的湿度平均值采用以下公式进行计算：
[0084][0085]
其中，为当前时刻与过去预设时刻之间区域i的湿度平均值；m为当前时刻与过去预设时刻之间湿度值的数量；tj为当前时刻与过去预设时刻之间的区域i中第j个的湿度值。更具体地，当前时刻与过去预设时刻的时间长度可设置为1分钟等，该段时间内湿度值的数量由采样频率确定。
[0086]
在另一种实施方式，将除湿装置2具有多个除湿功率档位，根据湿度值大于湿度阈值的区域的数量来进行档位的匹配，既保证除湿装置2的除湿效率，又能够降低除湿装置2的功耗。
[0087]
具体包括功率从小到大依次排列的：一档、二档和三挡，即当湿度值大于湿度阈值的区域的数量大于等于第一预设数量且小于第二预设数量时，选择一档；当湿度值大于湿度阈值的区域的数量大于等于第二预设数且小于第三预设数量时，选择二档；当湿度值大于湿度阈值的区域的数量大于第三预设数量时，选择三档。
[0088]
本发明实施方式提供一种风力发电机组，包括机舱和上述的除湿系统，所述除湿系统设置在所述机舱内。
[0089]
具体地，在本实施方式中，以风力发电机组中设置除湿系统为例，高湿度是引起塔筒、机舱、叶片等零部件发生腐蚀或老化的重要因素。空气中的水汽对金属制品有一定的腐蚀作用，所以空气中湿度过高，很容易导致风力发电机舱电器设备受损，存在设备漏电、线路短路等安全隐患。高湿度也是导致电子设备稳定性和可靠性差的重要因素，风力发电设备在高湿及昼夜温差大的环境下，电气柜内部经常会发生凝露现象，造成电气部件短路。因此，有必要对处于高湿环境中的风电机组的内部环境进行除湿。常规风力发电机组机舱内的除湿是通过安装除湿机实现。通过除湿机运转可以将潮湿的水分和悬浮微粒除去，从而对风力发电机组运行环境中的湿度进行控制，达到降低空气湿度的目的。
[0090]
目前机组除湿主要通过在机舱及塔底安装除湿机实现。除湿机自带湿度传感器，湿度可从35％-95％任意设定，低于设定的湿度时停机，高于设定湿度时开机除湿。但是由于机舱内并非空旷的环境，在机舱内布置很多电气柜体及机械设备，部分区域存在空气流通不畅，即使除湿机不停运行也无法满足除湿要求；同时由于传感器仅采集除湿机周围的湿度值，机舱内其他区域湿度超限时无法及时监测和除湿，按目前的控制策略实施除湿可能存在湿度传感器测量值已达到设定值但部分区域仍然较为潮湿的问题。电气设备和机械部件容易受到腐蚀、出现老化现象，影响部件的寿命和运行的可靠性。因此如何解决机舱内不同区域间由于柜体或部件的阻挡导致通风不畅影响除湿效果的问题成为目前所面临的重点问题。
[0091]
因此，采用上述的除湿系统的进行除湿，首先，机舱内空间按照机舱大小，部件的布局情况和重要程度，将机舱内划分为五个区域，并在五个区域内设置湿度传感器，并在除湿装置2上设置五根气体输入管道21和五根气体输出管道22，气体输入管道21和气体输出管道22的端部分别位于对应区域的中间位置，气体输入管道21和气体输出管道22上均设置有阀门，根据风电机组的设置位置，将湿度阈值设置为70。
[0092]
通过湿度传感器分别检测五个区域内的湿度值，当其中一个区域的湿度值为75，其余4个区域的湿度值为65，控制湿度值为75的区域的气体输入管道21和气体输出管道22完全，并控制除湿装置2工作，以气体交换速率q对该区域进行除湿。
[0093]
通过湿度传感器分别检测五个区域内的湿度值，当其中有两个区域的湿度值超过70％时，控制该区域的气体输入管道21和气体输出管道22完全打开一半，并控制除湿装置2工作，分别以气体交换速率q/2对两个区域进行除湿
[0094]
本方案根据机舱内不同区域的环境湿度智能控制除湿机的风量，解决机舱内不同区域间由于柜体或部件的阻挡导致通风不畅影响除湿效果的问题，降低机舱内部件受损或腐蚀的概率，提高机组运行的可靠性和稳定性。
[0095]
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0096]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

技术特征：
1.一种除湿系统，其特征在于，用于对封闭区域进行除湿，所述封闭区域的内部空间划分有多个区域，所述系统包括：多个湿度检测装置(1)，每一区域内设置有至少一个湿度检测装置(1)，用于检测对应区域的湿度值；除湿装置(2)，设置在所述内部空间中，所述除湿装置(2)能够对进入除湿装置(2)内的气体进行干燥，所述除湿装置(2)通过与每一区域实现气体交换对对应区域进行除湿；控制器(3)，与所述湿度检测装置(1)和所述除湿装置(2)电连接，所述控制器(3)用于根据接收的每一区域的湿度值，控制除湿装置(2)工作，以及根据接收的每一区域的湿度值，调节除湿装置(2)与每一区域的气体交换速率。2.根据权利要求1所述的除湿系统，其特征在于，所述除湿装置(2)包括进风口和出风口；所述进风口连接多根气体输入管道(21)；所述出风口连接多根气体输出管道(22)；每一区域内设置有至少一根气体输入管道(21)和至少一根气体输出管道(22)；通过所述气体输入管道(21)向所述除湿装置(2)输送对应区域的气体进行气体干燥，以及通过所述气体输出管道(22)向对应区域输送干燥后的气体。3.根据权利要求2所述的除湿系统，其特征在于，所述系统还包括：多个气体流量调节装置(4)，与所述控制器(3)电连接，每一气体输入管道(21)和每一气体输出管道(22)上均设置有气体流量调节装置(4)，所述气体流量调节装置(4)用于在控制器(3)的控制下调节对应管道的开度，实现除湿装置(2)与每一区域的气体交换速率的调节。4.根据权利要求3所述的除湿系统，其特征在于，所述气体流量调节装置(4)为电控阀门。5.根据权利要求1所述的除湿系统，其特征在于，所述湿度检测装置(1)为湿度传感器；所述除湿装置(2)为转轮除湿机或工业除湿机。6.根据权利要求1所述的除湿系统，其特征在于，所述控制器(3)用于：在存在任一区域的湿度值大于湿度阈值时，控制除湿装置(2)开机；在所有区域的湿度值均小于湿度阈值时，控制除湿装置(2)停机。7.根据权利要求6所述的除湿系统，其特征在于，所述控制器(3)在控制除湿装置(2)开机前，还用于：将湿度值大于湿度阈值的区域确定为调节区域，并获取调节区域在当前时刻与过去预设时刻之间的湿度平均值；基于所述湿度平均值和湿度阈值，确定除湿装置(2)与每一调节区域的气体交换速率。8.根据权利要求7所述的除湿系统，其特征在于，所述控制器(3)还用于：自控制除湿装置(2)开机的时刻起，经过预设时间后，重新计算除湿装置(2)与每一调节区域的气体交换速率。9.根据权利要求1所述的除湿系统，其特征在于，所述控制器(3)根据以下计算公式确定除湿装置(2)与每一区域的气体交换速率：
其中，q
i
为除湿装置与区域i的气体交换速率；为当前时刻与过去预设时刻之间区域i的湿度平均值；t为湿度阈值；q为除湿装置的气体交换总量。10.一种风力发电机组，其特征在于，包括机舱和权利要求1-9中任一项所述的除湿系统，所述除湿系统设置在所述机舱内。

技术总结
本发明提供一种除湿系统及风力发电机组，属于除湿技术领域。除湿系统用于对封闭区域进行除湿，所述封闭区域的内部空间划分有多个区域，系统包括：多个湿度检测装置，每一区域内设置有湿度检测装置，用于检测对应区域的湿度值；除湿装置，设置在内部空间中，除湿装置能够对进入除湿装置内的气体进行干燥，除湿装置通过与每一区域实现气体交换对对应区域进行除湿；控制器，与湿度检测装置和除湿装置连接，用于根据接收的每一区域的湿度值，控制除湿装置工作，以及根据接收的每一区域的湿度值，调节除湿装置与每一区域的气体交换速率。本发明针对湿度不同的区域设置不同的气体交换速率，实现差异化除湿，能够提高除湿效果和除湿效率。能够提高除湿效果和除湿效率。能够提高除湿效果和除湿效率。


技术研发人员：李扬 康凤宁 张欣露
受保护的技术使用者：国电联合动力技术有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/9/14