一种变桨系统后备电源充放电路、方法、装置及其变桨系统与流程

本发明涉及风力发电机组后备电源充电，具体而言，涉及一种变桨系统后备电源充放电路、方法、装置及其变桨系统。

背景技术：

1、变桨系统是安装在风力发电机组轮毂内用来实现桨叶片距角调节的控制装置，是风力发电机组控制系统中核心系统之一，变桨系统的失效通常会导致风力发电机组飞车损毁，严重时甚至倒塌，造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响。变桨系统的性能对风力发电机组的安全性、稳定性与发电性能起着至关重要的影响。随着风力发电技术不断突破，风力发电机组规模逐渐扩大，风力发电对变桨系统的要求也越来越高。安全、可靠、经济的变桨系统是当前大型风力发电机组技术研究的难点之一。变桨系统因其重要性通常采用两套电源系统：正常状态时，由电网提供电源；异常状态时，如电网断电、电网高/低压穿越超时的状态，变桨后备电源系统将提供电源给变桨系统来完成紧急顺桨。传统变桨系统后备电源的充电方法是利用专用的充电机给后备电源充电，该方法缺点就是充电机的成本很高，且经常容易损坏。

2、基于上述目的，本发明提出一种变桨系统后备电源充放电路、方法、装置及其变桨系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷，提供一种变桨系统后备电源充放电路、方法、装置及其变桨系统。

2、为实现上述目的，本发明之一的一种变桨系统后备电源充放电路，其由变桨系统后备电源充放电控制回路控制充放电，与所述变桨系统后备电源充放电路匹配的变桨系统具有变桨驱动器及与变桨驱动器电连接的后备电源，所述变桨驱动器上具有直流母线，所述变桨系统后备电源充放电路设置在所述直流母线与所述后备电源之间；且该变桨系统后备电源充放电路进一步包括设置在所述直流母线正极与所述后备电源正极之间的一充放电回路及一控制充放电回路导通或者断开的充放电开关，所述充放电回路进一步包括充电回路及一并联在所述充电回路上的放电回路；所述充电回路至少进一步包括依次连接的一固态继电器及一充电用二极管，且所述固态继电器与所述直流母线的正极相互电连接，所述充电用二极管的负极与后备电源的正极相互电连接；所述放电回路为连接在所述后备电源正极与所述直流母线正极之间的放电用二极管，且所述放电用二极管的正极与所述后备电源的正极相互电连接，所述放电用二极管的负极与所述直流母线的正极相互电连接；所述后备电源的负极与所述直流母线的负极相互电连接。

3、所述充放电开关为设置在所述放电回路中的可控放电开关。

4、所述充放电开关为设置在所述充放电回路与所述直流母线之间的可控充放电开关，所述固态继电器及所述放电用二极管的负极均通过所述可控充放电开关与所述直流母线相互电连接。

5、所述充放电开关为设置在所述充放电回路与所述后备电源之间的可控充放电开关，所述充电用二极管的负极及述放电用二极管的正极均通过所述可控充放电开关与所述后备电源的正极相互电连接。

6、所述充电回路还进一步包括一依序设置在所述固态继电器与所述直流母线之间的限流用电阻及熔断器。

7、所述可控充电开关为接触器。

8、所述接触器的通断通过设置在所述后备电源充放电控制回路中的第一中间继电器触发；所述固态继电器的通断通过设置在所述后备电源充放电控制回路中的第二中间继电器触发。

9、本发明之二的一种变桨系统后备电源充放电方法，该变桨系统后备电源放充电方法采用了如本发明之一所述的变桨系统后备电源充放电路，所述变桨系统后备电源充放电方法包括：

10、根据充电触发事件或放电触发事件分别控制对应的所述充电回路或者对应的所述放电回路分别进入后备电源充电控制模式或者后备电源放电控制模式；

11、所述充电触发事件为实时采集的后备电源电压值小于预设后备电源电压阀值时生成的充电控制指令；所述放电触发事件为风力发电机组的主控系统或者变桨系统下发的放电控制指令，所述放电控制指令由所述直流母线掉电而触发生成；

12、所述后备电源充电控制模式下，控制所述充电回路由断开状态切换至导通状态，并根据实时采集的后备电源的电压值与预设后备电源的电压阀值大小关系，维持所述充电回路处于导通状态或者切断所述充电回路。

13、所述后备电源放电控制模式下，所述主控系统或者所述变桨系统响应所述放电触发事件并生成放电控制指令，控制所述放电回路处于导通状态。

14、所述后备电源充电控制模式下，所述主控系统或者所述变桨系统控制连接在所述充放电回路与所述直流母线之间或所述充放电回路与所述后备电源之间的可控充放电开关导通并通过所述第二中间继电器控制所述固态继电器闭合，进而控制所述充电回路切换至导通状态。

15、所述后备电源放电控制模式下，所述主控系统或者所述变桨系统控制所述充放电回路中的所述可控放电开关、连接在所述充放电回路与所述直流母线之间的所述可控充放电开关或所述充放电回路与所述后备电源之间的所述可控充放电开关闭合，进而控制后备电源通过所述放电回路向变桨驱动器供电。

16、本发明之三的一种变桨系统后备电源充放电装置，所述变桨后备电源充放电装置如本发明之一所述的变桨系统后备电源充放电路，并通过如本发明之二所述的变桨系统后备电源充放电方法对所述后备电源进行充放电。

17、本发明之四的一种变桨系统，采用了如本发明之三所述的变桨系统后备电源充放电装置。

18、综上所述，发明提供一种变桨系统后备电源充放电路、方法、装置及其变桨系统，克服了采用专用充电机方案成本高的，且经常容易损坏的问题，具有电路结构简单，控制方法便捷易行等，能够在情急情况下确保变桨系统后备电源紧急向变桨驱动器及变桨电机等放电并完成紧急顺桨及正常状况下正常的充电等与专用充电机相应的功能。

技术特征：

1.一种变桨系统后备电源充放电路，由变桨系统后备电源充放电控制回路控制充放电，与所述变桨系统后备电源充放电路匹配的变桨系统具有变桨驱动器及与变桨驱动器电连接的后备电源，所述变桨驱动器上具有直流母线，其特征在于，所述变桨系统后备电源充放电路设置在所述直流母线与所述后备电源之间；且该变桨系统后备电源充放电路进一步包括设置在所述直流母线正极与所述后备电源正极之间的一充放电回路及一控制充放电回路导通或者断开的充放电开关，所述充放电回路进一步包括充电回路及一并联在所述充电回路上的放电回路；所述充电回路至少进一步包括依次连接的一固态继电器及一充电用二极管，且所述固态继电器与所述直流母线的正极相互电连接，所述充电用二极管的负极与后备电源的正极相互电连接；所述放电回路为连接在所述后备电源正极与所述直流母线正极之间的放电用二极管，且所述放电用二极管的正极与所述后备电源的正极相互电连接，所述放电用二极管的负极与所述直流母线的正极相互电连接；所述后备电源的负极与所述直流母线的负极相互电连接。

2.根据权利要求1所述的一种变桨系统后备电源充放电路，其特征在于，所述充放电开关为设置在所述放电回路中的可控放电开关。

3.根据权利要求1所述的一种变桨系统后备电源充放电路，其特征在于，所述充放电开关为设置在所述充放电回路与所述直流母线之间的可控充放电开关，所述固态继电器及所述放电用二极管的负极均通过所述可控充放电开关与所述直流母线相互电连接。

4.根据权利要求1所述的一种变桨系统后备电源充放电路，其特征在于，所述充放电开关为设置在所述充放电回路与所述后备电源之间的可控充放电开关，所述充电用二极管的负极及述放电用二极管的正极均通过所述可控充放电开关与所述后备电源的正极相互电连接。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种变桨系统后备电源充放电路，其特征在于，所述充电回路还进一步包括一依序设置在所述固态继电器与所述直流母线之间的限流用电阻及熔断器。

6.根据权利要求5所述的一种变桨系统后备电源充放电路，其特征在于，所述可控充电开关为接触器。

7.根据权利要求6所述的一种变桨系统后备电源充放电路，其特征在于，所述接触器的通断通过设置在所述后备电源充放电控制回路中的第一中间继电器触发；所述固态继电器的通断通过设置在所述后备电源充放电控制回路中的第二中间继电器触发。

8.一种变桨系统后备电源充放电方法，其特征在于，该变桨系统后备电源充电放方法采用了如权利要求1至7任意一项所述的变桨系统后备电源充放电路，所述变桨系统后备电源充放电方法包括：

9.根据权利要求8所述的一种变桨系统后备电源充放电方法，其特征在于，所述后备电源充电控制模式下，所述主控系统或者所述变桨系统控制连接在所述充放电回路与所述直流母线之间或所述充放电回路与所述后备电源之间的可控充放电开关导通并通过所述第二中间继电器控制所述固态继电器闭合，进而控制所述充电回路切换至导通状态。

10.根据权利要求8所述的一种变桨系统后备电源充放电方法，其特征在于，所述后备电源放电控制模式下，所述主控系统或者所述变桨系统控制所述充放电回路中的所述可控放电开关、连接在所述充放电回路与所述直流母线之间的所述可控充放电开关或所述充放电回路与所述后备电源之间的所述可控充放电开关闭合，进而控制后备电源通过所述放电回路向变桨驱动器供电。

11.一种变桨系统后备电源充放电装置，其特征在于，所述变桨后备电源充放电装置如权利权要1至6任意一项所述的变桨系统后备电源充放电路，并通过如权利要求8至10任意一项所述的变桨系统后备电源充放电方法对所述后备电源进行充放电。

12.一种变桨系统，其特征在于，采用了如权利要求11所述的变桨系统后备电源充放电装置。

技术总结
本发明一种变桨系统后备电源充放电路、方法、装置及其变桨系统，由变桨系统后备电源充放电控制回路控制充放电，与所述变桨系统后备电源充放电路匹配的变桨系统具有变桨驱动器及与变桨驱动器电连接的后备电源，所述变桨驱动器上具有直流母线，所述变桨系统后备电源充放电路设置在所述直流母线与所述后备电源之间；且该变桨系统后备电源充放电路进一步包括设置在所述直流母线正极与所述后备电源正极之间的一充放电回路及一控制充放电回路导通或者断开的充放电开关，所述充放电回路进一步包括充电回路及一并联在所述充电回路上的放电回路；所述充电回路至少进一步包括依次连接的一固态继电器及一充电用二极管。

技术研发人员：张杰,费许华,唐伟
受保护的技术使用者：成都阜特科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17