[發(fā)明專利]風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的超級電容檢測方法和檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110394003.4
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102520277A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龐云亭;張黎杰;張欣露
• 申請（專利權(quán)）人: 北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R27/26;G01R19/165
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 苑軍茹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電容檢測領(lǐng)域，具體地講，涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的超級電容檢測方法和檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的變槳系統(tǒng)通過控制技術(shù)改變?nèi)~片的槳距角，從而達(dá)到最大的風(fēng)能利用率，同時還為整個發(fā)電機(jī)提供急停順槳的功能。在電網(wǎng)電壓供電正常時，變槳控制系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。然而電網(wǎng)電壓可能會發(fā)生掉電、跌落等現(xiàn)象，因此變槳系統(tǒng)需要備用電源以防止電網(wǎng)線路出現(xiàn)故障。一旦出現(xiàn)故障，變槳控制系統(tǒng)依靠備用電源儲存的能量使風(fēng)力發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行一段時間，實(shí)現(xiàn)安全順槳、保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)的可靠停機(jī)。

與其它類型的電池(例如傳統(tǒng)蓄電池)相比，超級電容具有功率密度高、容量大、充放電速度快、使用壽命長、工作溫度范圍寬、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使得超級電容非常適合在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工況環(huán)境中工作。

超級電容相比于其它類型的電池具有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些弊端，任何元器件都存在使用壽命，超級電容也不例外，超級電容的壽命與使用電壓、環(huán)境溫度、充放電次數(shù)有關(guān)。超級電容的電容值隨著使用時間的長短以及環(huán)境的變化，會有進(jìn)一步的衰減。因此需要對超級電容的電容值進(jìn)行檢查。

目前，主要通過在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)中超級電容的直流母線中設(shè)置電壓監(jiān)測點(diǎn)，通過讀取電壓監(jiān)測點(diǎn)的電壓值獲取每只電容器的承壓情況，然后通過電容器承壓情況變化來判斷電容器是否損壞。但是，由于現(xiàn)行的超級電容檢測系統(tǒng)和檢測方式操作復(fù)雜且并不準(zhǔn)確，所以無法及時準(zhǔn)確判斷超級電容的電壓和電容值是否符合安全順槳的要求。

因此，為了確保及時并準(zhǔn)確地了解風(fēng)力發(fā)電機(jī)超級電容的工作狀況，需要設(shè)計一種簡單有效且能及時對超級電容儲存容量進(jìn)行自行檢測的方法和系統(tǒng)，進(jìn)而更容易判斷出超級電容的電壓和電容值是否符合安全順槳的要求，保證當(dāng)來自滑環(huán)的電網(wǎng)電壓掉電時，備用電源的能量能夠足以直接給變槳控制系統(tǒng)供電，從而使得變槳控制系統(tǒng)能夠正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的超級電容檢測方法和檢測系統(tǒng)，以解決電網(wǎng)電壓出現(xiàn)故障時風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的超級電容檢測方法，所述方法包括：利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相供電系統(tǒng)的能量依次對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三個槳葉進(jìn)行變槳，使槳葉以設(shè)定角速率V從第一槳距角θ₁變槳到第二槳距角θ₂，采集槳葉在第二槳距角θ₂時超級電容的第一電壓U₁，其中，θ₁＞θ₂；斷開三相供電系統(tǒng)的能量，利用超級電容的能量進(jìn)行順槳，使槳葉以設(shè)定角速率V從第二槳距角θ₂順槳至第一槳距角θ₁，采集順槳后超級電容的第二電壓U₂；計算滿足安全順槳的最小電壓并確定第二電壓U₂是否大于或等于U_m，其中，C₁為超級電容的額定電容值，P為對槳葉進(jìn)行變槳的變槳電機(jī)的功率；如果第二電壓U₂小于U_m，則確定超級電容不滿足安全順槳的要求，不能作為變槳系統(tǒng)的備用電源。

所述超級電容檢測方法還可包括：如果第二電壓U₂大于或等于U_m，則以恒定電流I對超級電容進(jìn)行充電；選取穩(wěn)定充電的時間段T₂，檢測得到超級電容的電壓從第三電壓U₃上升到第四電壓U₄，計算超級電容的當(dāng)前電容值并確定計算出的當(dāng)前電容值C₂是否大于或等于設(shè)定值；如果計算出的當(dāng)前電容值C₂大于或等于設(shè)定值，則確定超級電容滿足安全順槳的要求。

所述超級電容檢測方法還可包括：如果計算出的當(dāng)前電容值C₂小于設(shè)定值，則確定超級電容不滿足安全順槳的要求，不能作為變槳系統(tǒng)的備用電源。

可利用充電器將來自風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙柜滑環(huán)的三相交流電壓整流為直流電壓，利用直流電壓依次對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三個槳葉進(jìn)行變槳。