專利名稱：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)的制作方法
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)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(jì)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Q1變槳到第二槳距角θ 2，采集槳葉在第二槳距角 θ 2時超級電容的第一電壓U1,其中，Q1 > θ 2;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G1，采集順槳后超級電容的第二電壓U2 ；計(jì)算滿足安全順槳的最小電
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的超級電容檢測方法，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ν從第一槳距角Q1變槳到第二槳距角Θ2，采集槳葉在第二槳距角02時超級電容的第一電壓U1,其中，Q1 > 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θ 2順槳至第一槳距角θ i，采集順槳后超級電容的第二電壓U2 ；計(jì)算滿足安全順槳的最小電SUm= ^z12，并確定第二電壓U2是否大于或等于um，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Um，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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容檢測方法，還包括如果第二電壓U2大于或等于Um，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JJU4，計(jì)算超級電容的當(dāng)前電容值C2 Zyr^r，并確定計(jì)算出的當(dāng)前電容值C2是否大于或等于設(shè)定值；如果計(jì)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。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超級電容檢測方法，還包括如果計(jì)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。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容檢測方法，其中，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。
5.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的超級電容檢測系統(tǒng)，包括充電器、可編程邏輯控制器、超級電容、變槳電機(jī)驅(qū)動器、變槳電機(jī)以及接近開關(guān)，其特征在于充電器利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相供電系統(tǒng)的能量向超級電容和變槳電機(jī)驅(qū)動器供電；可編程邏輯控制器向變槳電機(jī)驅(qū)動器發(fā)出控制信號，控制變槳電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動變槳電機(jī)；超級電容與充電器和變槳電機(jī)驅(qū)動器連接，用于儲存能量；變槳電機(jī)驅(qū)動器接收來自可編程邏輯控制器的控制信號，對變槳電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)動速度進(jìn)行控制；變槳電機(jī)驅(qū)動變槳盤以改變槳葉的槳距角；接近開關(guān)安裝在變槳軸承內(nèi)圈的傳感器支架上，用于檢測槳葉的槳距角，并且將檢測的槳距角發(fā)送到可編程邏輯控制器，其中，可編程邏輯控制器開啟充電器，控制變槳電機(jī)驅(qū)動器利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相供電系統(tǒng)的能量驅(qū)動變槳電機(jī)，使槳葉以設(shè)定角速率V從第一槳距角θ工變槳到第二槳距角 θ 2，可編程邏輯控制器采集槳葉在第二槳距角θ 2時超級電容的第一電壓U1,其中，Q1 > θ 2，可編程邏輯控制器斷開三相供電系統(tǒng)的能量，控制變槳電機(jī)驅(qū)動器利用超級電容的能量驅(qū)動變槳電機(jī)，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Θ”可編程邏輯控制器采集順槳后超級電容的第二電壓隊(duì)；可編程邏輯控制器計(jì)算滿足安全順槳的最小電壓Um=如2 -，并確定第二電壓U2是否大于或等于um，其中，C1為超級電容的額定電容值，P為變槳電機(jī)的功率，如果第二電壓U2小于Um，則可編程邏輯控制器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。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超級電容檢測系統(tǒng)，其中，如果第二電壓U2大于或等于Um,則可編程邏輯控制器控制充電器以恒定電流I對超級電容進(jìn)行充電，可編程邏輯控制器選取穩(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U3JJ上升到第四電壓U4，計(jì)算超級電容的當(dāng)前電容值C2 Zyr^r，并確定計(jì)算出的當(dāng)前電容值C2是否大于或等于設(shè)定值，如果可編程邏輯控制器計(jì)算出的當(dāng)前電容值C2大于或等于設(shè)定值，則可編程邏輯控制器確定超級電容滿足安全順槳的要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超級電容檢測系統(tǒng)，其中，如果可編程邏輯控制器計(jì)算出的當(dāng)前電容值C2小于設(shè)定值，則可編程邏輯控制器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。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超級電容檢測系統(tǒng)，其中，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，變槳電機(jī)驅(qū)動器利用直流電壓驅(qū)動變槳電機(jī)，依次對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三個槳葉進(jìn)行變槳。
全文摘要
本發(fā)明提供一種風(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)，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；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(jì)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Um，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Um，則確定超級電容不滿足安全順槳的要求。
文檔編號G01R27/26GK102520277SQ20111039400
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者龐云亭, 張欣露, 張黎杰 申請人:北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司