用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(簡稱“風(fēng)電機(jī)組”)的變槳系統(tǒng)是風(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)功率控制和轉(zhuǎn)速控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的緊急停機(jī)、安全停機(jī)，為風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行提供保障。風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)配置有備電裝置，用于在風(fēng)電機(jī)組發(fā)生故障時為變槳系統(tǒng)供電。變槳系統(tǒng)的備電裝置主要分為兩類，電池備電裝置和超級電容備電裝置。其中，電池備電裝置由于充電電源電能質(zhì)量較差而容易是電池過沖損壞，而超級電容備電裝置具有使用壽命較長和使用頻次較高的優(yōu)點(diǎn)，因此，現(xiàn)有技術(shù)中變槳系統(tǒng)的備電裝置主要為超級電容備電
目.ο
[0003]如圖1所示，風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)由直流充電電源20供電，直流充電電源20與發(fā)電機(jī)輸電的滑環(huán)出線10連接，并通過直流母線40與變槳系統(tǒng)30連接，在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時向變槳系統(tǒng)30供電。超級電容備電裝置主要包括一個超級電容組50，其連接在直流充電電源20與變槳系統(tǒng)30之間的直流母線40上，超級電容組50中的各電容并聯(lián)。超級電容組50在直流充電電源20因發(fā)電機(jī)故障等因素不能向變槳系統(tǒng)30供電時，向變槳系統(tǒng)30供電。例如，超級電容組50通過直流母線40與變槳系統(tǒng)控制器31、伺服驅(qū)動器32等部件連接，使變槳系統(tǒng)控制器31可以正常地控制變槳系統(tǒng)進(jìn)行變槳動作，根據(jù)傳感器34的檢測結(jié)果控制散熱除濕電路35進(jìn)行散熱除濕，使變槳系統(tǒng)30處于良好的工作環(huán)境，以及使伺服驅(qū)動器32可以正常地驅(qū)動風(fēng)電變槳伺服電機(jī)33。
[0004]但是，由于超級電容組50并聯(lián)在直流母線40上，直接與直流充電電源20并聯(lián)，使其容值計(jì)算較為困難，且不能同時保證超級電容容量與電壓，在超級電容組50的充電過程中常有電壓不均與導(dǎo)致超級電容組50損壞。一旦超級電容組50損壞，會造成風(fēng)電機(jī)組無法正常順槳，這會對風(fēng)電機(jī)組造成嚴(yán)重的損失。而且，超級電容組50不能從直流母線上切除，使變槳系統(tǒng)的維護(hù)工作存在一定的不便和安全隱患。
[0005]總之，現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)電機(jī)組的備電裝置不能為變槳系統(tǒng)提供可靠的供電，保證風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備電裝置，通過控制多個超級電容組的串并聯(lián)，為風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)提供可靠的供電，進(jìn)而保證風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備電裝置，包括:備電控制器以及至少兩個超級電容組;所述備電控制器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)控制器連接，根據(jù)從所述變槳系統(tǒng)控制器獲取的變槳系統(tǒng)的工作狀態(tài)控制所述至少兩個超級電容組并聯(lián)或串聯(lián)，所述備電控制器通過所述至少兩個超級電容組連接直流充電電源與變槳系統(tǒng)連接的直流母線。
[0008]進(jìn)一步地，所述裝置還包括:串并聯(lián)切換電路，所述串并聯(lián)切換電路分別與所述至少兩個超級電容組以及所述備電控制器連接，用于響應(yīng)所述備電控制器的控制操作，控制至少兩個超級電容組在所述變槳系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時并聯(lián)，或者，在所述變槳系統(tǒng)處于緊急停機(jī)狀態(tài)時串聯(lián)。
[0009]進(jìn)一步地，所述裝置還包括:帶通濾波器，所述帶通濾波器設(shè)置在滑環(huán)出線端口與所述直流充電電源之間的連接支路上。
[0010]進(jìn)一步地，所述裝置還包括:諧波濾波器，所述諧波濾波器設(shè)置在滑環(huán)出線端口與所述直流充電電源之間的連接支路上，所述諧波濾波器與所述帶通濾波器串聯(lián)或并聯(lián)。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述裝置還包括:第一開關(guān)裝置和信號檢測模塊，所述第一開關(guān)裝置設(shè)置在滑環(huán)出線端口處，并與所述帶通濾波器、所述諧波濾波器以及所述備電控制器連接，所述信號檢測模塊設(shè)置在所述變槳系統(tǒng)的進(jìn)線主回路上，用于監(jiān)測所述進(jìn)線主回路上的電壓/電流信號并傳送至所述備電控制器;所述第一開關(guān)裝置，用于響應(yīng)所述備電控制器的操作，在所述電壓/電流信號的諧波含量達(dá)到預(yù)定含量值時，控制所述帶通濾波器和所述諧波濾波器串聯(lián)，并且，在所述電壓/電流信號出現(xiàn)閃變時，控制所述帶通濾波器和所述諧波濾波器并聯(lián)。
[0012]進(jìn)一步地，所述裝置還包括:第二開關(guān)裝置，所述第二開關(guān)裝置設(shè)置在所述至少兩個超級電容組與所述直流母線的連接支路上，并與所述備電控制器連接，所述第二開關(guān)裝置用于響應(yīng)所述備電控制器根據(jù)所述變槳系統(tǒng)發(fā)出的工作狀態(tài)信號后產(chǎn)生的操作指令，導(dǎo)通或斷開所述至少兩個超級電容組與所述直流母線的連接支路。
[0013]進(jìn)一步地，所述裝置還包括:DC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊，分別與所述直流充電電源以及所述備電控制器連接，用于對所述直流充電電源的電壓進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后，向所述備電控制器供電。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例提供的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備電裝置，通過備電控制器根據(jù)變槳系統(tǒng)的工作狀態(tài)，來控制多個超級電容組的串并聯(lián)，為風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供電，進(jìn)而保證風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行。
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)的供電線路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備電裝置中兩個超級電容組的連接關(guān)系示意圖。
[0018]附圖標(biāo)號說明:
[0019]10、滑環(huán)出線;20、直流充電電源;30、變槳系統(tǒng);31、變槳系統(tǒng)控制器;32、伺服驅(qū)動器;33、風(fēng)電變槳伺服電機(jī);34、傳感器;35、散熱除濕電路;40、直流母線；50、超級電容組；60、串并聯(lián)切換電路;61、第一超級電容組;62、第二超級電容組;63、第二開關(guān)裝置;70、第一開關(guān)裝置;71、帶通濾波器;72、諧波濾波器;80、DC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊;90、備電控制器;S1、開關(guān);S2、開關(guān);S3、開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本方案的發(fā)明構(gòu)思是，通過設(shè)置與風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)的變槳控制器連接的備電控制器，根據(jù)變槳系統(tǒng)的工作狀態(tài)來控制多個超級電容組的串并聯(lián)，為變槳系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供電，使風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備電裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該備電裝置可以設(shè)置在各種類型的風(fēng)電機(jī)組中，用于為變槳系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供電。
[0023]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該備電裝置包括備電控制器90和至少兩個超級電容組，圖中為兩個超級電容組，第一超級電容組61和第二超級電容組62。備電控制器90與風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)控制器31連接，并根據(jù)從變槳系統(tǒng)控制器31獲取的變槳系統(tǒng)30的工作狀態(tài)控制兩個超級電容組的串聯(lián)或并聯(lián)，備電控制器90通過兩個超級電容組連接直流充電電源20與變槳系統(tǒng)30連接的直流母線40。
[0024]由于多個超級電容組并聯(lián)時能夠保證其端電壓相同，防止多個超級電容組在均壓過程中受到損壞;多個超級電容組串聯(lián)時能夠有效地保證其容量，有效地向變槳系統(tǒng)30供電。本發(fā)明的技術(shù)方案根據(jù)這一特點(diǎn)，由備電控制器90根據(jù)變槳系統(tǒng)不同的工作狀態(tài)，相應(yīng)地控制第一超級電容組61和第二超級電容組62串聯(lián)或并聯(lián)后連接直流母線40，在不同的工作狀態(tài)下都能為變槳系統(tǒng)30提供合適的供電，使變槳系統(tǒng)30正常地進(jìn)行變槳動作，進(jìn)而保證風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行。
[0025]在該備電裝置通過直流母線40向變槳系統(tǒng)30供電時，可以通過DC-DC模塊(圖中未示出)與變槳系統(tǒng)控制器31連接，用于將該備電裝置的電壓進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后，向變槳系統(tǒng)控制器31供電。以及與伺服驅(qū)動器32直接連接，用于向伺服驅(qū)動器32供電。
[0026]本實(shí)施例中，備電控制器90用于根據(jù)變槳系統(tǒng)30的工作狀態(tài)，相應(yīng)地控制第一超級電容組61和第二超級電容組62的串并聯(lián)，可以由現(xiàn)有技術(shù)中具有的電控裝置組成，例如倍福PLC模塊等。備電控制器90可以設(shè)置風(fēng)電機(jī)組中，例如風(fēng)電機(jī)組的變槳控制柜中。
[0027]優(yōu)選地，該備電裝置還包括串并聯(lián)切換電路60，其分別與第一超級電容組61和第二超級電容組62連接，并與備電控制器90連接，用于響應(yīng)于備電控制器90的控制操作，控制第一超級電容組61和第二超級電容組62，在變槳系統(tǒng)30處于正常工作狀態(tài)時并聯(lián);在變槳系統(tǒng)30處于緊急停機(jī)狀態(tài)時串聯(lián)。
[0028]如圖3所示，在變槳系統(tǒng)30處于正常工作狀態(tài)時，變槳系統(tǒng)30由直流充電電源20通過直流母線40供電，可以通過斷開開關(guān)S1并閉合開關(guān)S2和S3，將第一超級電容組61和第二超級電容組62并聯(lián)后接入到直流母線40上，可以保證第一超級電容組61和第二超級電容組62在均壓過程中的端電壓，進(jìn)而防止其均壓過程中受到損壞。變槳系統(tǒng)30處于緊急停機(jī)狀態(tài)時，變槳系統(tǒng)30需要進(jìn)行順槳動作，此時直流充電電源20不能向變槳系統(tǒng)30供電，該備電裝置向變槳系統(tǒng)30供電?？梢酝ㄟ^閉合開關(guān)S1并斷開開關(guān)S2和S3將第一超級電容組61和第二超級電容組62串聯(lián)后接入到直流母線40上，可以保證第一超級電容組61和第二超級電容組62的容量，可靠地向變槳系統(tǒng)30供電，使變槳系統(tǒng)30正常地進(jìn)行順槳動作。
[0029]可選地，備電控制器90分別與第一超級電容組61和第二超級電容組62連接，在檢測第一超級電容組61或第二超級電容組62出現(xiàn)故障時，控制串并聯(lián)切換電路60將第一超級電容組61和第二超級電容組62并聯(lián)后，并接入直流母線40上，用于保證變槳系統(tǒng)30—直存在備電裝置。
[0030]優(yōu)選地，該備電裝置還包括帶通濾波器71，其設(shè)置在滑環(huán)出線10端口與直流充電電源20之間的連接支路上，用于對變槳系統(tǒng)30的進(jìn)線主回路進(jìn)