用于風力發電機組的備電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及風力發電技術領域，特別涉及一種用于風力發電機組的備電裝置。
【背景技術】
[0002]風力發電機組(簡稱“風電機組”)的變槳系統是風電機組實現功率控制和轉速控制的執行機構，可以用于實現風電機組的緊急停機、安全停機，為風電機組的安全運行提供保障。風電機組的變槳系統配置有備電裝置，用于在風電機組發生故障時為變槳系統供電。變槳系統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點，因此，現有技術中變槳系統的備電裝置主要為超級電容備電
目.ο
[0003]如圖1所示，風電機組的變槳系統由直流充電電源20供電，直流充電電源20與發電機輸電的滑環出線10連接，并通過直流母線40與變槳系統30連接，在發電機正常運行時向變槳系統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30之間的直流母線40上，超級電容組50中的各電容并聯。超級電容組50在直流充電電源20因發電機故障等因素不能向變槳系統30供電時，向變槳系統30供電。例如，超級電容組50通過直流母線40與變槳系統控制器31、伺服驅動器32等部件連接，使變槳系統控制器31可以正常地控制變槳系統進行變槳動作，根據傳感器34的檢測結果控制散熱除濕電路35進行散熱除濕，使變槳系統30處于良好的工作環境，以及使伺服驅動器32可以正常地驅動風電變槳伺服電機33。
[0004]但是，由于超級電容組50并聯在直流母線40上，直接與直流充電電源20并聯，使其容值計算較為困難，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致超級電容組50損壞。一旦超級電容組50損壞，會造成風電機組無法正常順槳，這會對風電機組造成嚴重的損失。而且，超級電容組50不能從直流母線上切除，使變槳系統的維護工作存在一定的不便和安全隱患。
[0005]總之，現有技術中風電機組的備電裝置不能為變槳系統提供可靠的供電，保證風電機組的正常運行。

【發明內容】

[0006]本發明的實施例提供一種用于風力發電機組的備電裝置，通過控制多個超級電容組的串并聯，為風電機組的變槳系統提供可靠的供電，進而保證風電機組的正常運行。
[0007]為達到上述目的，本發明的實施例提供了一種用于風力發電機組的備電裝置，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力發電機組的變槳系統控制器連接，根據從所述變槳系統控制器獲取的變槳系統的工作狀態控制所述至少兩個超級電容組并聯或串聯，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連接的直流母線。
[0008]進一步地，所述裝置還包括:串并聯切換電路，所述串并聯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處于正常工作狀態時并聯，或者，在所述變槳系統處于緊急停機狀態時串聯。
[0009]進一步地，所述裝置還包括:帶通濾波器，所述帶通濾波器設置在滑環出線端口與所述直流充電電源之間的連接支路上。
[0010]進一步地，所述裝置還包括:諧波濾波器，所述諧波濾波器設置在滑環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或并聯。
[0011 ]進一步地，所述裝置還包括:第一開關裝置和信號檢測模塊，所述第一開關裝置設置在滑環出線端口處，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置在所述變槳系統的進線主回路上，用于監測所述進線主回路上的電壓/電流信號并傳送至所述備電控制器;所述第一開關裝置，用于響應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到預定含量值時，控制所述帶通濾波器和所述諧波濾波器串聯，并且，在所述電壓/電流信號出現閃變時，控制所述帶通濾波器和所述諧波濾波器并聯。
[0012]進一步地，所述裝置還包括:第二開關裝置，所述第二開關裝置設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，所述第二開關裝置用于響應所述備電控制器根據所述變槳系統發出的工作狀態信號后產生的操作指令，導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]進一步地，所述裝置還包括:DC-DC電源轉換模塊，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行電壓轉換后，向所述備電控制器供電。
[0014]本發明實施例提供的用于風力發電機組的備電裝置，通過備電控制器根據變槳系統的工作狀態，來控制多個超級電容組的串并聯，為風電機組的變槳系統提供穩定可靠的供電，進而保證風電機組的正常運行。
【附圖說明】
[0015]圖1為現有技術中風力發電機組的變槳系統的供電線路的結構示意圖；
[0016]圖2為本發明實施例的用于風力發電機組的備電裝置的結構示意圖；
[0017]圖3為本發明實施例的用于風力發電機組的備電裝置中兩個超級電容組的連接關系示意圖。
[0018]附圖標號說明:
[0019]10、滑環出線;20、直流充電電源;30、變槳系統;31、變槳系統控制器;32、伺服驅動器;33、風電變槳伺服電機;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、第二開關裝置;70、第一開關裝置;71、帶通濾波器;72、諧波濾波器;80、DC-DC電源轉換模塊;90、備電控制器;S1、開關;S2、開關;S3、開關。
【具體實施方式】
[0020]本方案的發明構思是，通過設置與風電機組的變槳系統的變槳控制器連接的備電控制器，根據變槳系統的工作狀態來控制多個超級電容組的串并聯，為變槳系統提供穩定可靠的供電，使風電機組的變槳系統可以正常運行。
[0021]下面結合附圖對本發明實施例的用于風力發電機組的備電裝置進行詳細描述。
[0022]圖2為本發明實施例的用于風力發電機組的備電裝置的結構示意圖，該備電裝置可以設置在各種類型的風電機組中，用于為變槳系統提供穩定可靠的供電。
[0023]如圖2所示，根據本發明的實施例，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與風電機組的變槳系統控制器31連接，并根據從變槳系統控制器31獲取的變槳系統30的工作狀態控制兩個超級電容組的串聯或并聯，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30連接的直流母線40。
[0024]由于多個超級電容組并聯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時能夠有效地保證其容量，有效地向變槳系統30供電。本發明的技術方案根據這一特點，由備電控制器90根據變槳系統不同的工作狀態，相應地控制第一超級電容組61和第二超級電容組62串聯或并聯后連接直流母線40，在不同的工作狀態下都能為變槳系統30提供合適的供電，使變槳系統30正常地進行變槳動作，進而保證風電機組的正常運行。
[0025]在該備電裝置通過直流母線40向變槳系統30供電時，可以通過DC-DC模塊(圖中未示出)與變槳系統控制器31連接，用于將該備電裝置的電壓進行電壓轉換后，向變槳系統控制器31供電。以及與伺服驅動器32直接連接，用于向伺服驅動器32供電。
[0026]本實施例中，備電控制器90用于根據變槳系統30的工作狀態，相應地控制第一超級電容組61和第二超級電容組62的串并聯，可以由現有技術中具有的電控裝置組成，例如倍福PLC模塊等。備電控制器90可以設置風電機組中，例如風電機組的變槳控制柜中。
[0027]優選地，該備電裝置還包括串并聯切換電路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30處于正常工作狀態時并聯;在變槳系統30處于緊急停機狀態時串聯。
[0028]如圖3所示，在變槳系統30處于正常工作狀態時，變槳系統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S1并閉合開關S2和S3，將第一超級電容組61和第二超級電容組62并聯后接入到直流母線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，進而防止其均壓過程中受到損壞。變槳系統30處于緊急停機狀態時，變槳系統30需要進行順槳動作，此時直流充電電源20不能向變槳系統30供電，該備電裝置向變槳系統30供電。可以通過閉合開關S1并斷開開關S2和S3將第一超級電容組61和第二超級電容組62串聯后接入到直流母線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30供電，使變槳系統30正常地進行順槳動作。
[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出現故障時，控制串并聯切換電路60將第一超級電容組61和第二超級電容組62并聯后，并接入直流母線40上，用于保證變槳系統30—直存在備電裝置。
[0030]優選地，該備電裝置還包括帶通濾波器71，其設置在滑環出線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30的進線主回路進