CN107643492B - 一种风力发电机组变流器内ups电池自动检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机组变流器内UPS电池自动检测方法，该方法主要是在风电场发生低电压穿越前，提前检测UPS电池状态，并把检测结论自动反馈给风力发电机组的主控系统，且无需维护人员到风力发电机组的变流器内进行检测，具体是：以风电场内单个风力发电机组为单元，UPS电池作为风力发电机组内变流器控制系统的后备电源，安装在变流器内，并且在风力发电机组的塔基控制柜内安装一个UPS供电接触器来控制UPS电池的开始检测时间以及UPS电池的开通与关断，同时通过主控系统检测变流器的心跳位信号持续时间来检测UPS电池在断开输入情况下的可持续供电时间。本发明方法设计简单，可靠性高，成本低，具有广泛的应用前景。

Description

一种风力发电机组变流器内UPS电池自动检测方法
技术领域
本发明涉及电力系统运行与控制的技术领域，尤其是指一种风力发电机组变流器内UPS电池自动检测方法。
背景技术
随着风力发电机组装机规模越来越大，电网的电能质量受到极大的考验，发生低电压穿越发生概率也显著增加。当发生低电压穿越时，作为变流器控制系统的供电电源UPS的好坏对低穿成败起决定性作用，经验表明低电压穿越失败原因有30％是由于UPS电池失效导致低穿过程中控制系统失电，从而导致低电压穿越失败。目前UPS电池检测技术主要由UPS启机时自检，且检查结果无法上传给风机主控系统，需要由人员到风机现场检测，给维护带来了极大的不便。
国内专利CN104407300A公开的一种UPS电池检测方案，这种方案是通过检测在各种状态下UPS内电池电流来验证电池的状态。虽然该专利可以对UPS电池状态进行检验，但是也存在很多缺点：
1、只是对UPS本身电池进行检验，没有把检验结论自动上传到风机主控系统，还需要人员参与。
2、没有结合风力发电机组应用特性，其检验结论无法确保在低电压穿越时UPS能不断电。
3、设计复杂，成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种行之有效、简单可靠的风力发电机组变流器内UPS电池自动检测方法。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风力发电机组变流器内UPS电池自动检测方法，该方法主要是在风电场发生低电压穿越前，提前检测UPS电池状态，并把检测结论自动反馈给风力发电机组的主控系统，且无需维护人员到风力发电机组的变流器内进行检测，其具体情况如下：
以风电场内单个风力发电机组为单元，UPS电池作为风力发电机组内变流器控制系统的后备电源，安装在变流器内，并且在风力发电机组的塔基控制柜内安装一个UPS供电接触器来控制UPS电池的开始检测时间以及UPS电池的开通与关断，同时通过主控系统检测变流器的心跳位信号持续时间来检测UPS电池在断开输入情况下的可持续供电时间，其包括以下步骤：
1)当塔基控制柜的控制系统检测到风力发电机组处于待风状态且距离上次检测时间大于4000h时，断开UPS供电接触器；
2)UPS电池切入电池供电模式，同时塔基控制柜开始记录变流器心跳位的持续时间；
3)当变流器心跳位持续时间大于2min时，表明UPS电池状态能满足低电压穿越要求，塔基控制柜的控制系统给出通过信息并发给风力发电机组的主控系统；
4)检测结束后，塔基控制柜发出命令闭合UPS供电接触器；
5)当变流器心跳位持续时间小于2min时，塔基控制柜的控制系统发出闭合接触器命令，通过闭合UPS供电接触器使UPS电池进入正常在线模式，同时发出检测失败信息给风力发电机组的主控系统；
6)位于中控室的人员根据传过来的信息决定是否需要对UPS电池进行更换。
所述UPS供电接触器的容量按UPS电池的最大输入电流来进行选型，且该UPS供电接触器处于常闭状态。
所述UPS电池为风力发电机组内变流器所用的在线式UPS，安装在位于塔基层的变流器配电柜内，是给变流器控制系统提供电源的，在风场电网发生故障后，UPS电池好坏及持续供电时间会影响低电压穿越时变流器的运行。
所述塔基控制柜为风力发电机组的主控系统的组成部分，与同样位于塔基层的变流器有通讯线进行联接，并互传信号。
为满足标准GB/T19963-2011关于低电压穿越的要求，所述UPS电池在断开输入并进入电池模式后，其能给负载持续供电需大于2min才能保证在低电压穿越时变流器控制系统正常运行，同时对于UPS电池的检测时间要进行限制，只能在风场待风时进行，以免影响风力发电机组的正常运行。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、只需要在塔基控制柜内安装一个接触器，成本低。
2、检测结论能通过风力发电机组已有通讯传给主控系统，无需人员在每个风力发电机组变流器内进行检测。
3、设计简单，可靠性高，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明的风力发电机组变流器内UPS电池检测拓扑图。
图2为本发明的UPS电池检测流程图。
图3为低电压穿越要求曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本实施例所提供的风力发电机组变流器内UPS电池自动检测方法，主要是在风电场发生低电压穿越前，提前检测UPS电池状态，并把检测结论自动反馈给风力发电机组的主控系统，且无需维护人员到风力发电机组的变流器内进行检测，其具体情况如下：
以风电场内单个风力发电机组为单元，如图1所示，UPS电池作为风力发电机组内变流器控制系统的后备电源，安装在变流器内，并且在风力发电机组的塔基控制柜内安装一个UPS供电接触器来控制UPS电池的开始检测时间以及UPS电池的开通与关断，同时通过主控系统检测变流器的心跳位信号持续时间来检测UPS电池在断开输入情况下的可持续供电时间，如图2所示，其包括以下步骤：
1)当塔基控制柜的控制系统检测到风力发电机组处于待风状态且距离上次检测时间大于4000h时，断开UPS供电接触器；
2)UPS电池切入电池供电模式，同时塔基控制柜开始记录变流器心跳位的持续时间；
3)当变流器心跳位持续时间大于2min时，表明UPS电池状态能满足低电压穿越要求，塔基控制柜的控制系统给出通过信息并发给风力发电机组的主控系统(SCAD系统)；
4)检测结束后，塔基控制柜发出命令闭合UPS供电接触器；
5)当变流器心跳位持续时间小于2min时，塔基控制柜的控制系统发出闭合接触器命令，通过闭合UPS供电接触器使UPS电池进入正常在线模式，同时发出检测失败信息给风力发电机组的主控系统(SCAD系统)；
6)位于中控室的人员根据传过来的信息决定是否需要对UPS电池进行更换。
其中，所述UPS供电接触器的容量按UPS电池的最大输入电流来进行选型，且该UPS供电接触器处于常闭状态。所述UPS电池为风力发电机组内变流器所用的在线式UPS，一般安装在位于塔基层的变流器配电柜内，是给变流器控制系统提供电源的，在风场电网发生故障后，UPS电池好坏及持续供电时间极大影响了低电压穿越时变流器的运行。所述塔基控制柜为风力发电机组的主控系统的组成部分，与同样位于塔基层的变流器有通讯线进行联接，并互传信号。
如图3所示，为了满足标准GB/T19963-2011关于低电压穿越的要求，所述UPS电池在断开输入并进入电池模式后，其能给负载持续供电需大于2min才能保证在低电压穿越时变流器控制系统正常运行，同时对于UPS电池的检测时间要进行限制，只能在风场待风时进行，以免影响风力发电机组的正常运行。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种风力发电机组变流器内UPS电池自动检测方法，其特征在于：该方法主要是在风电场发生低电压穿越前，提前检测UPS电池状态，并把检测结论自动反馈给风力发电机组的主控系统，且无需维护人员到风力发电机组的变流器内进行检测，其具体情况如下：
以风电场内单个风力发电机组为单元，UPS电池作为风力发电机组内变流器控制系统的后备电源，安装在变流器内，并且在风力发电机组的塔基控制柜内安装一个UPS供电接触器来控制UPS电池的开始检测时间以及UPS电池的开通与关断，同时通过主控系统检测变流器的心跳位信号持续时间来检测UPS电池在断开输入情况下的可持续供电时间，其包括以下步骤：
1)当塔基控制柜的控制系统检测到风力发电机组处于待风状态且距离上次检测时间大于4000h时，断开UPS供电接触器；
2)UPS电池切入电池供电模式，同时塔基控制柜开始记录变流器心跳位的持续时间；
3)当变流器心跳位持续时间大于2min时，表明UPS电池状态能满足低电压穿越要求，塔基控制柜的控制系统给出通过信息并发给风力发电机组的主控系统；
4)检测结束后，塔基控制柜发出命令闭合UPS供电接触器；
5)当变流器心跳位持续时间小于2min时，塔基控制柜的控制系统发出闭合接触器命令，通过闭合UPS供电接触器使UPS电池进入正常在线模式，同时发出检测失败信息给风力发电机组的主控系统；
6)位于中控室的人员根据传过来的信息决定是否需要对UPS电池进行更换。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组变流器内UPS电池自动检测方法，其特征在于：所述UPS供电接触器的容量按UPS电池的最大输入电流来进行选型，且该UPS供电接触器处于常闭状态。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组变流器内UPS电池自动检测方法，其特征在于：所述UPS电池为风力发电机组内变流器所用的在线式UPS，安装在位于塔基层的变流器配电柜内，是给变流器控制系统提供电源的，在风场电网发生故障后，UPS电池好坏及持续供电时间会影响低电压穿越时变流器的运行。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组变流器内UPS电池自动检测方法，其特征在于：所述塔基控制柜为风力发电机组的主控系统的组成部分，与同样位于塔基层的变流器有通讯线进行联接，并互传信号。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组变流器内UPS电池自动检测方法，其特征在于：为满足标准GB/T19963-2011关于低电压穿越的要求，所述UPS电池在断开输入并进入电池模式后，其能给负载持续供电需大于2min才能保证在低电压穿越时变流器控制系统正常运行，同时对于UPS电池的检测时间要进行限制，只能在风场待风时进行，以免影响风力发电机组的正常运行。
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