[發(fā)明專利]風力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)超級電容的故障檢測設(shè)備和方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010215181.5 | 申請日： | 2020-03-24 |
| 公開（公告）號： | CN113447733B | 公開（公告）日： | 2023-07-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 馬磊 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京金風科創(chuàng)風電設(shè)備有限公司 |
| 主分類號： | G01R31/00 | 分類號： | G01R31/00;G01R27/26;G01R19/25 |
| 代理公司： | 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11258 | 代理人： | 賀琳 |
| 地址： | 100176 北京市大*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 風力 發(fā)電 機組 系統(tǒng) 超級 電容 故障 檢測 設(shè)備 方法 | ||
本申請?zhí)峁┝艘环N風力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)超級電容的故障檢測設(shè)備和方法，涉及風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。在變槳電機啟動至停止的持續(xù)工作過程中，超級電容與變槳電機進行能量交換，該方法包括：采集變槳電機持續(xù)工作時間段中超級電容輸出的多個電壓值，并對多個電壓值進行排序；獲取排序后的多個電壓值的N分位數(shù)；根據(jù)兩個目標N分位數(shù)或兩個目標N分位數(shù)之間的電壓值的分布情況，確定超級電容的輸出電壓發(fā)生異常跳變，目標N分位數(shù)為N分位數(shù)中的任意一個；基于異常跳變確定超級電容發(fā)生故障。利用本申請的技術(shù)方案能夠準確地檢測到超級電容發(fā)生故障。
技術(shù)領(lǐng)域
本申請屬于風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)超級電容的故障檢測設(shè)備和方法。
背景技術(shù)
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中風力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該變槳系統(tǒng)可以為使用直流變頻器的變槳系統(tǒng)，包括超級電容101、變槳電機102、變頻器103、充電器104、電網(wǎng)輸入105和控制器106。
變頻器103用于控制變槳電機102運行。充電器104用于在電網(wǎng)輸入105正常時，為超級電容充電。控制器106用于控制變槳系統(tǒng)運行，并控制變頻器103運行。如圖1所示，超級電容101通過變頻器103與變槳電機102連接。充電器104的輸出的“+”端與超級電容101的“+”端、變頻器103的“+”端電連接。充電器104的輸出的“-”端與超級電容101的“-”端、變頻器103的“-”端電連接。
其中，超級電容101可作為變槳系統(tǒng)的備用電源。充電器實時監(jiān)測超級電容101的電壓值，并與預(yù)設(shè)的電壓值進行比較。當變槳系統(tǒng)調(diào)槳時，即變槳電機102運轉(zhuǎn)帶動葉片變槳，由于變槳電機102的耗能，超級電容的電壓值下降，充電器104開始為超級電容101充電，并為變槳電機102提供電能。當電網(wǎng)發(fā)生故障使電網(wǎng)輸入105無電壓時，由超級電容101為變槳電機102、變頻器103提供電能，驅(qū)動葉片順槳到安全位置。
現(xiàn)階段往往采用設(shè)置超級電容輸出電壓的最低門限值或最高門限值，來判斷超級電容是否發(fā)生故障，這種方式無法檢測到超級電容輸出電壓的異常跳變。
比如，圖2為變槳系統(tǒng)中超級電容的輸出電壓的曲線示意圖。如圖2所示，橫坐標為時間，縱坐標為輸出電壓。在風力發(fā)電機組進行調(diào)槳的過程中，超級電容的輸出電壓發(fā)生了劇烈波動。在這種情況下，超級電容已經(jīng)發(fā)生了故障，但利用超級電容電壓的最低門限值只能在故障發(fā)生較長時間后才能夠檢測到該故障，并不能檢測到超級電容的電壓的異常跳變所引起的故障。
發(fā)明內(nèi)容
本申請實施例提供了一種風力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)超級電容的故障檢測設(shè)備和方法，能夠準確地檢測到超級電容發(fā)生故障。
第一方面，本申請實施例提供一種風力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)超級電容的故障檢測方法，變槳系統(tǒng)包括超級電容和變槳電機，在變槳電機啟動至停止的持續(xù)工作過程中，超級電容與變槳電機進行能量交換；該風力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)超級電容的故障檢測方法包括：采集變槳電機持續(xù)工作時間段中超級電容輸出的多個電壓值，并對多個電壓值進行排序；獲取排序后的多個電壓值的N分位數(shù)；根據(jù)兩個目標N分位數(shù)或兩個目標N分位數(shù)之間的電壓值的分布情況，確定超級電容的輸出電壓發(fā)生異常跳變，目標N分位數(shù)為N分位數(shù)中的任意一個；基于異常跳變確定超級電容發(fā)生故障。
在一些可能的實施例中，在變槳電機啟動階段，超級電容向變槳電機提供電能，超級電容的輸出電壓正常向下跳變；在變槳電機停止階段，超級電容從變槳電機吸收電能，超級電容的輸出電壓正常向上跳變。
在一些可能的實施例中，電壓值跳變持續(xù)時間在20毫秒至1秒之間；變槳電機啟動階段持續(xù)時間大于2秒，變槳電機停止階段持續(xù)時間大于2秒。
在一些可能的實施例中，根據(jù)兩個目標N分位數(shù)或兩個目標N分位數(shù)之間的電壓值的分布情況，確定超級電容的輸出電壓發(fā)生異常跳變，包括：計算兩個目標N分位數(shù)的差值；在差值超出正常差值閾值范圍的情況下，確定超級電容的輸出電壓發(fā)生異常跳變。
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