风电机组的超级电容检测方法和装置的制造方法_2

文档序号:9488476阅读:来源:国知局
同。
[0034]S230,若超级电容的电压大于第一预定值,则执行超级电容的容值检测操作。S230与前述S120的内容相似。
[0035]其中,第一预定值可根据不同机型载荷要求确定,也可再结合考虑低电压穿越要求进行设定。通过设置第一预定值来评估风电机组所需电量要求,方式简单有效,且合理的范围值能切实有效覆盖出当前机型的需求能量。
[0036]具体地,本实施例利用超级电容在充电的过程中,加载在超级电容两端的充电电压和充电电流的变化量来执行完成超级电容的容值检测操作,对应步骤如下(S231?233)。
[0037]S231,驱动风电机组在预设的安全角度范围内往返变桨,直至超级电容的电压低于第二预定值后,停止驱动风电机组变桨。
[0038]为了展宽对超级电容的充电量的幅度,本实施例对超级电容的储能进行部分损耗以降低储能。具体地,可先对超级电容进行充电,待电压充满后,切断超级电容与外接电源的连接,然后通过变桨控制器来控制桨叶在安全角度Φ4Ρ Φ 2之间往返运行实现耗能。当检测到超级电容的电压低于上述第二预定值仏,如达到仏-Δυ时,停止驱动风电机组变桨耗能,并静置At时间后开始控制超级电容进入充电状态。
[0039]其中,安全角度Φ 2的选取优选限定为50°至90°之间。h优选为超级电容额定电压的30%-45%,AU和At的选取要匹配,即满足风电机组在At的静置时间内,超级电容的电压仏-AU能够支撑系统的运行。
[0040]为保持超级电容在耗能过程中风电机组的安全,在利用风电机组变桨对超级电容进行耗能时,是逐一对桨叶进行变桨,针对当前未进行变桨的桨叶控制其在安全位置,如顺桨90度位置。如此,当对当前桨叶变桨至超级电容电压低于第二预定值后,立刻停止驱动风电机组变桨,也不会给风电机组带来不安全隐患,使风电机组等待进入超级电容的充电状态。
[0041]这里说明,S231仅作为执行超级电容的容值检测操作的预处理步骤,其目的是将超级电容置于待充电状态。
[0042]S232,控制超级电容处于充电状态,并周期性监测充电电流和充电电压。
[0043]变桨控制器通过与充电器进行通信,控制充电器对超级电容进行充电。同时该充电过程中,变桨控制器还通过与充电器实时通信周期性获取充电器加载在超级电容上的充电电压和充电电流。
[0044]选取超级电容在充电过程中所储存能量的变化区间,可以充电电压的连续区间段进行筛选,如充电电压由第二预定值提高至第三预定值期间内,记录相应各预定周期内的充电电压和充电电流作为处理对象。
[0045]其中,该第二预定值可为超级电容的额定电压值的30% _45%,第三预定值可为超级电容的额定电压值的70% -85%。
[0046]S233,根据超级电容在充电状态时的充电电流和充电电压,计算超级电容的容值。
[0047]利用超级电容在充电过程中,充电电压相对于充电电流的变化以及这两个参数与电容容值之间的固有关系,可以评估计算出超级电容的容值。具体地,本实施例给出了利用充电电压和充电电流计算超级电容容值的具体实现方式,对应如下步骤(al?a2)。
[0048]al,根据:
[0049]Cn= (tn+1-tn)*(In+In+1)/(Un+1_Un)/2................................⑴
[0050]计算超级电容在各预定周期内的容值,其中,Cn为第η个周期的容值,t n+1、In+1、Un+1依次为第n+1个周期的时长、充电电流、充电电压,tn、1?、队依次为第η个周期的时长、充电电流、充电电压。
[0051]本实施例将各预定周期按对应的充电时间的先后顺序进行从小到大的周期序数排序,且各周期中,采用恒流进行对超级电容的充电。
[0052]a2,根据各预定周期的容值确定超级电容的容值。
[0053]通过对各周期容值进行如算数平均或加权求和等方式来确定最终的超级电容的容值,本方案对具体确定方式不做限定。
[0054]优选地,本实施中根据:
[0055]Ca,n= (Cn+Ca,nl)/2...............................(2)
[0056]计算各预定周期的有效容值,其中,Ca,n为第η个周期的有效容值;Cn为第η个周期的容值,Ca,n i为第n-1个周期的有效容值;第1个周期的有效容值为C 1;
[0057]然后,将各预定周期中的最后一个周期的有效容值确定为超级电容的容值。
[0058]进一步地,在评估得到超级电容的容值后,还可将该容值与预设的安全值进行比较,如果低于安全值,则确定超级电容失效。技术人员应对超级电容进行及时更换,如果不低于安全值,则可根据具体评估的容值结果进一步确定之后对超级电容执行检测的执行周期。
[0059]本方案针对超级电容执行检测的执行周期示出了如下几种周期的执行触发方式。
[0060]在进行变桨系统超级电容能量评估前,触发条件按优先级分为三种。优先级最高的为人工干预式触发;其次为机组待机状态或机组无故障下的非发电状态触发;再次为根据上次检测超级电容的电压和容值结果执行不同的触发检测周期。
[0061 ] 其中,人工干预的方式规定为塔底或中控的人机接口(Human MachineInterface,HMI)触发或程序内变量触发。机组待机状态或机组无故障下的非发电状态规定为待机或小风无法发电的状态。根据检测电压和容值执行不同的检测周期的规定为:执行风电机组需求能量检测(对应S110)时,如果该电压低于预设触发值,则按照第一预定周期(如每一周)执行一次检测,如果不是则按照第二预定周期(如每三个月)执行一次;或者,规定进行超级电容有效能量检测时(对应S120),如果检测得到的容值大于预设标定值(如超级电容的电容额定值)或者小于预设标定值且二者差值低于预设标定值的10%,则按第二预定周期(如每三个月)执行一次检测;如果该差值不低于标定值的10%且低于标定值的20%,则按照第三预定周期(如每一个月)执行一次,如果该差值不低于标定值的20%且低于标定值的30%,则按照第四预定周期(如每两周)执行一次,如果该差值不低于标定值的30 %,则认为容值已经失效,建议更换电容。
[0062]进一步地,本发明中,在进行超级电容的能量评估前(包括风电机组的所需能量和超级电容的有效能量)前,还需对风电机组进行初始化状态检查。该初始化状态检查应包括机组停机状态判定、叶片处于安全位置状态判定以及超级电容接线检查。其中,超级电容接线检查是指,在进行能量评估前,先切断充电器,检查超级电容电压是否正常,如果正常说明超级电容接线正常。上述初始化状态检查项目全部判断为“是”时,才认为初始化状态检查合格,否则不合格。
[0063]本发明实施例提供的风电机组的超级电容检测方法,在图1所示实施例的基础上,示出了利用对超级电容的充电过程中,记录的超级电容的固定储能变化区间段对应的充电电压、充电电流的变化来评估超级电容的容值,最终达到检测超级电容的目的。
[0064]实施例三
[0065]图3为本发明提供的风电机组的超级电容检测装置一个实施例的结构框图,其中包括:
[0066]电压获取模块310,用于获取超级电容在无外接电源供电下且风电机组变桨至顺桨状态时的电压;电容检测模块320,用于在超级电容的电压大于第一预定值时,执行超级电容的容值检测操作。
[0067]进一步地,如图4所示,在图3所示实施例的基础上,
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