[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組蓄電池內(nèi)阻監(jiān)測系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610039168.2
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105510718A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 叢智慧
• 申請（專利權(quán)）人: 大唐（赤峰）新能源有限公司;中國大唐集團(tuán)新能源股份有限公司
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08;G01R31/36;G08C17/02
• 代理公司: 北京元中知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11223
• 代理人: 王明霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組蓄 電池內(nèi)阻監(jiān)測系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

近年來，閥控式鉛酸蓄電池在許多領(lǐng)域都得到了迅速推廣應(yīng)用。在風(fēng)電機(jī)組 變槳系統(tǒng)中，密封閥控式鉛酸蓄電池是應(yīng)用廣泛的后備電源儲能設(shè)備之一。在風(fēng) 電機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)場，變槳用蓄電池壽命短、故障多、維護(hù)成本高等一系列的問題都 會影響風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行。根據(jù)風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)壽命，在風(fēng)電機(jī)組的壽命周期中， 蓄電池要更換5次～8次，蓄電池的費(fèi)用可達(dá)變槳系統(tǒng)總投資的40％以上。無論從 系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、可維護(hù)性，還是經(jīng)濟(jì)效益角度考慮，后備電源都成了變槳系統(tǒng) 中十分薄弱的環(huán)節(jié)。現(xiàn)在應(yīng)用于蓄電池的監(jiān)測技術(shù)不能很好的監(jiān)測蓄電池的狀 態(tài)，而蓄電池的內(nèi)阻信息可以很好反應(yīng)其蓄電池的狀態(tài)。

目前測量蓄電池內(nèi)阻的常見方法有密度法、開路電壓法、直流放電法和交流 法等。其中：密度法，是通過測量蓄電池電解液的密度來估算蓄電池的內(nèi)阻，常 用于開口式鉛酸電池的內(nèi)阻測量，該方法的適用范圍窄。開路電壓法，是通過測 量蓄電池的端電壓來估計(jì)蓄電池內(nèi)阻，精度很差，甚至有可能得出錯(cuò)誤結(jié)論。直 流放電法，是通過對電池進(jìn)行瞬間大電流放電，測量電池上的瞬間電壓降，再通 過歐姆定律計(jì)算出電池內(nèi)阻，雖然這種方法在實(shí)踐中也得到了廣泛的應(yīng)用，但是 無法實(shí)現(xiàn)在線測量。交流法，是通過對蓄電池注入一個(gè)恒定的交流電流信號，測 量出蓄電池兩端的電壓響應(yīng)信號以及兩者的相位差，由阻抗公式來確定蓄電池的 內(nèi)阻。該方法不需對蓄電池進(jìn)行放電，可以實(shí)現(xiàn)安全在線檢測電池內(nèi)阻，故不會 對蓄電池的性能造成影響。但該方法需要測量交流電流信號、電壓響應(yīng)信號以及 電壓和電流之間的相位差，不但干擾因素多，而且增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)也 影響了測量精度。同時(shí)，現(xiàn)有交流法測試內(nèi)阻都利用鎖相放大環(huán)節(jié)進(jìn)行小信號處 理，由于專門鎖相放大芯片價(jià)格較為昂貴，故這種方法對于需要控制成本的場合 也并不適用。

申請?zhí)枮镃N200810055316的中國專利涉及一種蓄電池內(nèi)阻測量方法，屬于 利用蓄電池大電流直流放電法測量蓄電池內(nèi)阻的測量方法。具體步驟如下：選用 大功率，高精度、小阻值的電阻作為放電電阻；控制大功率繼電器閉合，接通放 電回路使蓄電池對所述放電電阻進(jìn)行瞬間放電，放電時(shí)間控制在7-12s，同時(shí)測 量放電時(shí)的放電電流I和蓄電池兩端的電壓V1；斷開放電回路，延時(shí)1-2ms， 測量此時(shí)的蓄電池兩端的電壓V2；計(jì)算蓄電池的內(nèi)阻。上述蓄電池內(nèi)阻的測量 方法可以測量蓄電池的內(nèi)阻，但是：(1)上述測量方法的時(shí)間控制不易把握，有 可能造成測量失敗；(2)測量方法不易操作，有可能測量結(jié)果的誤差較大。

申請?zhí)枮镃N201510275601的中國專利公開了一種鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路， 包括用于為電池放電、使電池的正負(fù)極上產(chǎn)生電壓壓降的放電模塊，用于采集電 池正負(fù)極電壓壓降的壓降采集模塊，用于檢測負(fù)載上電壓值的負(fù)載電壓檢測模塊 和處理計(jì)算模塊。所述處理計(jì)算模塊根據(jù)負(fù)載上的電壓值計(jì)算出電池內(nèi)阻的平均 電流，再根據(jù)電池正負(fù)極的電壓壓降和電池內(nèi)阻的平均電流計(jì)算出電池內(nèi)阻。

鑒于此提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為克服現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組蓄電池內(nèi)阻測量不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù) 的無線傳輸，測量中沒有考慮溫度、形變等因素的影響，測量誤差較大等的缺點(diǎn)， 提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組蓄電池內(nèi)阻監(jiān)測系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

所述的系統(tǒng)包括PTC放電負(fù)載模塊、多個(gè)單體蓄電池串聯(lián)連接的蓄電池組 和分別與單體蓄電池并聯(lián)的多個(gè)蓄電池單體監(jiān)測模塊，所述的PTC放電負(fù)載模 塊和蓄電池組串聯(lián)，所述的PTC放電負(fù)載模塊上集成有第一電流監(jiān)測裝置，所 述的蓄電池單體監(jiān)測模塊包括測量單體蓄電池電壓的電壓監(jiān)測裝置。

通過單體蓄電池對PTC放電負(fù)載模塊放電，記錄蓄電池放電時(shí)的電壓和停 止放電時(shí)的瞬時(shí)電壓以及瞬時(shí)電流即可計(jì)算蓄電池的內(nèi)阻。每個(gè)單體蓄電池分別 并聯(lián)有蓄電池單體監(jiān)測模塊，便于了解每個(gè)單體蓄電池的電壓，內(nèi)阻等信息。

進(jìn)一步的，還包括蓄電池組監(jiān)測主機(jī)，所述的蓄電池組監(jiān)測主機(jī)分別與PTC 放電負(fù)載模塊、蓄電池單體監(jiān)測模塊通信連接。所述的蓄電池組監(jiān)測主機(jī)可以控 制PTC放電負(fù)載模塊是否工作，同時(shí)可以獲得蓄電池單體監(jiān)測模塊的相關(guān)數(shù)據(jù)， 便于進(jìn)行蓄電池的內(nèi)阻監(jiān)測。