一种海上风力发电机组抗台后备电源系统的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电机组电源的技术领域，尤其是指一种海上风力发电机组抗台后备电源系统。


背景技术：

2.随着海上风力发电机组的容量不断增大，叶片、塔筒等尺寸也随之不断增长，这造成台风期间风机载荷显著增加。风机的主要抗台策略是锁定偏航，通过加强风机结构来抵抗台风。然而随着风机的不断加大，继续采用这种方式，风机成本会显著增大，因此急需寻求一种新的抗台方式。
3.现有专利cn112383136a提出来一种风力发电机组抗台风后备电源系统。由电源控制柜、柴油发电机和双电源开关组成。每台风力发电机组各配置一套后备电源系统，用于在海上风电场失电情况下为风力发电机组的控制系统和偏航系统供电。电源控制柜与风机主控系统连接，实现对后备电源系统的控制。该系统和方法无法应对长时间电网失电模式下的抗台风和风机吊装后并网前的抗台风需求，台风往往持续好几天，期间完全依靠柴发供电，对柴发的油箱容量会有很大的需求，同时每次台风都需要储存大量的柴油，柴油发电机的尺寸也会随之增大。
4.风机塔筒本身都会配置一定容量的ups，因此本实用新型设计了一种柴油发电机与ups进行配合使用的后备电源系统，不仅增加了后备电源的供电时长，而且可以有效降低油箱尺寸，降低成本。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种海上风力发电机组抗台后备电源系统，在台风期间风力发电机组偏航不动作时，柴油发电机组低功率运行，不仅能够给控制系统供电，也能够给ups充电，待ups充满电时，通过风力发电机组的主控系统控制柴油发电机组停机，此时主控系统就由ups供电，待ups电池电量降低到一定比例，主控系统又会控制柴油发电机组启动，继续为主控系统供电，并为ups充电。在柴油发电机组的油箱容量一定的前提下，不仅提高了柴油发电机组的效率，还延长了后备电源系统的供电时间。
6.为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种海上风力发电机组抗台后备电源系统，包括柴油发电机组、柴油发电机组控制柜、双电源开关和在线式ups；所述柴油发电机组和柴油发电机组控制柜集成在一起并安装在风力发电机组的塔筒外平台上，所述柴油发电机组通过柴油发电机组控制柜和低压电缆与双电源开关连接，所述双电源开关安装在风力发电机组的塔筒内塔基平台，所述双电源开关的第一电源侧与风力发电机组的塔基变低压侧连接，所述双电源开关的第二电源侧与柴油发电机组连接，所述在线式ups与风力发电机组的主控系统连接，所述双电源开关的出线侧分别与在线式ups和风力发电机组的偏航系统连接，用于为风力发电机组的主控系统和偏航系统供电。
7.进一步，还包括远程控制系统；所述远程控制系统与柴油发电机组通讯连接，用于远程控制柴油发电机组启动及停机。
8.进一步，所述柴油发电机组集成有柴油机、发电机、空气系统、冷却系统、排气系统、滑油系统、自动消防系统和油箱。
9.进一步，所述柴油发电机组控制柜包括出口断路器和控制回路，所述出口断路器与柴油发电机组连接，所述控制回路分别与柴油发电机组及风力发电机组的主控系统连接，实现风力发电机组的主控系统对柴油发电机组的控制。
10.进一步，所述柴油发电机组和双电源开关均与风力发电机组的主控系统通讯连接。
11.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
12.本实用新型能够解决台风期间在电网失电情况下能够正常实现对风力发电机组的偏航系统和主控系统供电，以达到降低风力发电机组载荷的目的，能够有效延长后备电源的供电时间，不仅可以满足正常运行工况下抗台风备用的需求，也可以满足风机长时间电网失电情况下以及吊装并网前的抗台风和运维需求。
附图说明
13.图1为本实用新型的电路拓扑图。
14.图2为本实用新型的通讯拓扑框图。
具体实施方式
15.下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
16.参见图1所示，为本实施例所提供的海上风力发电机组抗台后备电源系统，包括柴油发电机组、柴油发电机组控制柜、双电源开关、在线式ups和远程控制系统；
17.所述柴油发电机组集成有柴油机、发电机、空气系统、冷却系统、排气系统、滑油系统、自动消防系统和油箱；所述柴油发电机组控制柜包括出口断路器和控制回路，所述出口断路器与柴油发电机组连接，所述控制回路分别与柴油发电机组及风力发电机组1的主控系统连接，实现风力发电机组1的主控系统对柴油发电机组的控制；所述柴油发电机组和柴油发电机组控制柜集成在一起并安装在风力发电机组1的塔筒外平台上，所述柴油发电机组通过柴油发电机组控制柜和低压电缆与双电源开关4连接，所述双电源开关4安装在风力发电机组1的塔筒内塔基平台，所述双电源开关4的第一电源侧与风力发电机组的塔基变2低压侧连接，所述风力发电机组的升压变3与塔基变2的高压侧连接，所述双电源开关4的第二电源侧与柴油发电机组连接，所述在线式ups通过硬接线与风力发电机组1的主控系统连接，通过监测ups电量状态，给柴油发电机下发启停命令；所述双电源开关4的出线侧分别与在线式ups和风力发电机组1的偏航系统连接，用于为风力发电机组1的主控系统和偏航系统供电，所述柴油发电机组通过硬接线和modbus-tcp协议与与风力发电机组1的主控系统通讯连接，实现对柴油发电机组启动、停机以及紧急停机的控制，以及接收柴油发电机组运行状态信息；所述双电源开关4通过硬接线与风力发电机组1的主控系统通讯连接，实现开关电网强制供电切换、备用电源强制供电切换、自动切换等功能，以及接受开关运行状态等信息；所述远程控制系统与柴油发电机组通讯连接，用于远程控制柴油发电机组启动及停
机，所述远程控制系统亦与北斗卫星系统通讯连接，能够通过北斗卫星系统修改柴油发电机组的功能。
18.参见图2所示，为本实施例所述海上风力发电机组抗台后备电源系统的控制方法，该方法是当风力发电机组处于长期失电运维模式下，柴油发电机组能够定时自启动或判断自身电量低于设定值时自启动，实现长时间失电工况下对润滑系统供电；当风力发电机组处于吊装后并网上电前的状态下，风力发电机组的主控系统仍未启动，此时能够通过远程控制系统启停柴油发电机组；当风力发电机组在抗台模式下，主控系统通过检测网侧电压来判断电网是否失电，若电网失电，主控系统则给柴油发电机组下启动命令，柴油发电机组启动后给在线式ups充电和主控系统供电，在线式ups充满电后，主控系统控制柴油发电机组停机，由在线式ups给主控系统供电，待在线式ups电量低于10％时，主控系统再控制柴油发电机组启动给在线式ups充电和主控系统供电；当风力发电机组在抗台模式下台风来临，若柴油发电机组运行，主控系统能够直接启动偏航系统，若柴油发电机组停机，主控系统则对柴油发电机组下发紧急启动命令，使偏航系统能够及时运作。
19.以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。


技术特征：
1.一种海上风力发电机组抗台后备电源系统，其特征在于：包括柴油发电机组、柴油发电机组控制柜、双电源开关和在线式ups；所述柴油发电机组和柴油发电机组控制柜集成在一起并安装在风力发电机组的塔筒外平台上，所述柴油发电机组通过柴油发电机组控制柜和低压电缆与双电源开关连接，所述双电源开关安装在风力发电机组的塔筒内塔基平台，所述双电源开关的第一电源侧与风力发电机组的塔基变低压侧连接，所述双电源开关的第二电源侧与柴油发电机组连接，所述在线式ups与风力发电机组的主控系统连接，所述双电源开关的出线侧分别与在线式ups和风力发电机组的偏航系统连接，用于为风力发电机组的主控系统和偏航系统供电。2.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机组抗台后备电源系统，其特征在于：还包括远程控制系统；所述远程控制系统与柴油发电机组通讯连接，用于远程控制柴油发电机组启动及停机。3.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机组抗台后备电源系统，其特征在于：所述柴油发电机组集成有柴油机、发电机、空气系统、冷却系统、排气系统、滑油系统、自动消防系统和油箱。4.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机组抗台后备电源系统，其特征在于：所述柴油发电机组控制柜包括出口断路器和控制回路，所述出口断路器与柴油发电机组连接，所述控制回路分别与柴油发电机组及风力发电机组的主控系统连接，实现风力发电机组的主控系统对柴油发电机组的控制。5.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机组抗台后备电源系统，其特征在于：所述柴油发电机组和双电源开关均与风力发电机组的主控系统通讯连接。

技术总结
本实用新型公开了一种海上风力发电机组抗台后备电源系统，包括柴油发电机组、柴油发电机组控制柜、双电源开关和在线式UPS；在台风期间风力发电机组偏航不动作时，柴油发电机组低功率运行，不仅能够给主控系统供电，也能够给在线式UPS充电，待该UPS充满电时，通过风力发电机组的主控系统控制柴油发电机组停机，此时主控系统就由在线式UPS供电，待该UPS电池电量降低到一定比例，主控系统又会控制柴油发电机组启动，继续为主控系统供电，并为该UPS充电；本实用新型能够解决台风期间在电网失电情况下能够正常实现对风力发电机组的偏航系统和主控系统供电，以达到降低风力发电机组载荷的目的，不仅提高柴油发电机组的效率，还延长了后备电源系统的供电时间。了后备电源系统的供电时间。了后备电源系统的供电时间。


技术研发人员：刘文亮 唐彬伟 汪奎 沈景超 潘高飞 袁敏根
受保护的技术使用者：明阳智慧能源集团股份公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/9/22