CN108087209A - 一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法可通过自身系统的更为精确地检测风力发电机组运行过程中超级电容模组的容值，可以较为准确预测电容的使用寿命，为风机的安全提供了更可靠的保障。

Description

一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法
技术领域
本发明涉及电气电力技术领域，尤其涉及一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法。
背景技术
传统风机电容模组可靠性检测只能通过检测电容电压是否在正常范围，其数据粗糙，存在不准确的问题。传统的风机电容模组容值测算是通过充电器充电进行的，然而风机运行过程中，电容一直处于满电压状态，同时在充电过程中电容容值难以计算，风机长时间运行过程中充电器反馈的容值不准确。
发明内容
本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷，提供一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法。
为实现上述目的，本发明之一的一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法，该方法包括：
风场风速是否满足检测条件判定步骤S1，即利用风速风向测量模块测量风场在任意选定时长t范围内实时风速并反馈给风机主控制系统计算任意选定时长t范围内的平均风速，由风机主控制系统将预设的风速测试条件值与任意选定时长t范围内的平均风速进行比较，若平均风速在任意选定时长t内小于预设的风速测试条件值，则由风力发电机组主控制系统向变桨系统下发将风力发电机组桨叶停机至限位状态，并给定检测开始指令，若平均风速不满足在任意选定时长t内小于预设的风速测试条件值，则判定条件不满足，不对超级电容模组进行检测；
步骤S2，即待变桨系统将风力发电机组桨叶停机至限位状态后，主控制系统通过变桨系统将桨叶1开桨到检测桨角的起点检测桨角，并断开变桨驱动器与外部400V交流电的连接；
步骤S3，即利用作为桨叶1的后备电源的超级电容模组将桨叶1以恒定速度v收桨到限位位置；
步骤S4，记录并比较超级电容模组桨叶在测试状态下起点检测桨角时与收桨到限位位置时的前后电压差ΔVac；
步骤S5，同时判定超级电容容值偏差系数P是否满足小于预设超级电容容值偏差系数及实际的超级电容模组的前后电压差ΔVac是否满足高于理论的电压差值的最大值ΔVmax，
若超级电容容值偏差系数P满足小于预设超级电容容值偏差系数且同时满足ΔVac低于ΔVmax情况下，则主控制系统判定超级电容模组无异常，
若超级电容容值偏差系数P不满足小于预设超级电容容值偏差系数及ΔVac不满足低于ΔVmax中的至少一个条件，均判定超级电容模组有异常，并由变桨系统终止对桨叶1的超级电容模组的检测同时，恢复外部400V交流电与变桨驱动器的连接，告知主控制系统电容测试失败；
步骤6，若桨叶1的超级电容模组有异常，则终止对桨叶2及桨叶3的超级电容模组的检测，
若桨叶1的超级电容模组无异常，则重复步骤2、步骤3、步骤4及步骤5依次对桨叶2、桨叶3的超级电容模组分别进行检测，若遇异常，则终止对未检测的桨叶的超级电容模组的检测。
进一步地，超级电容容值偏差系数通过计算获取，其中，P为超级电容容值偏差系数，为桨叶收桨过程中的电机平均扭矩，ΔA为测试桨角，G为总变比常数，η为变桨电机效率，C为待检测超级电容的设计容值。
进一步地，理论的电压差值的最大值ΔVmax通过计算获取，其中，Tmax为变桨电机的最大扭矩。
进一步地，风速测试条件值为小于8m/s的任意值。
进一步地，任意选定时长t小于30s。
进一步地，预设超级电容容值偏差系数为电容允许的电容容值最大偏差值。
进一步地，检测桨角为选定0°至桨叶在限位位置时的角度范围或70°至桨叶在限位位置时的角度范围。
本发明之二的一种对风力发电机组超级电容模组使用寿命进行预测方法，该方法包括：
步骤S10，即选择特定的时间节点，并对该选定时间节点对超级电容模组进行周期性的检测，将检测获得的数据P及ΔVac存入大数据存储模块，通过对若干周期内获取数据P及ΔVac的规律性分布拟合出超级电容使用寿命曲线；
步骤S20，即通过超级电容模组的检测方法获取风力发电机组当前的P及ΔVac，并与超级电容使用寿命曲线进行比对，预测超级电容的是否需要更换。
综上所述，一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法可通过自身系统的更为精确地检测风力发电机组运行过程中超级电容模组的容值，可以较为准确预测电容的使用寿命，为风机的安全提供了更可靠的保障。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及效果，以下详予说明。
本发明一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法，该方法包括：
风场风速是否满足检测条件判定步骤S1，即利用风速风向测量模块测量风场在任意选定时长t范围内实时风速并反馈给风机主控制系统计算任意选定时长t范围内的平均风速，由风机主控制系统将预设的风速测试条件值与任意选定时长t范围内的平均风速进行比较，若平均风速在任意选定时长t内小于预设的风速测试条件值，则由风力发电机组主控制系统向变桨系统下发将风力发电机组桨叶停机至限位状态，并给定检测开始指令，若平均风速不满足在任意选定时长t内小于预设的风速测试条件值，则判定条件不满足，不对超级电容模组进行检测；
步骤S2，即待变桨系统将风力发电机组桨叶停机至限位状态后，主控制系统通过变桨系统将桨叶1开桨到检测桨角的起点检测桨角，并断开变桨驱动器与外部400V交流电的连接；
步骤S3，即利用作为桨叶1的后背电源的超级电容模组将桨叶1以恒定速度v收桨到限位位置；
步骤S4，记录并比较超级电容模组桨叶在测试状态下起点检测桨角时与收桨到限位位置时的前后电压差ΔVac；
步骤S5，同时判定超级电容容值偏差系数P是否满足小于预设超级电容容值偏差系数及实际的超级电容模组的前后电压差ΔVac是否满足高于理论的电压差值的最大值ΔVmax，
若超级电容容值偏差系数P满足小于预设超级电容容值偏差系数且同时满足ΔVac低于ΔVmax情况下，则主控制系统判定超级电容模组无异常，
若超级电容容值偏差系数P不满足小于预设超级电容容值偏差系数及ΔVac不满足低于ΔVmax中的至少一个条件，均判定超级电容模组有异常，并由变桨系统终止对桨叶1的超级电容模组的检测同时，恢复外部400V交流电与变桨驱动器的连接，告知主控制系统电容测试失败；
步骤6，若桨叶1的超级电容模组有异常，则终止对桨叶2及桨叶3的超级电容模组的检测，
若桨叶1的超级电容模组无异常，则重复步骤2、步骤3、步骤4及步骤5依次对桨叶2、桨叶3的超级电容模组分别进行检测，若遇异常，则终止对未检测的桨叶的超级电容模组的检测。
进一步地，超级电容容值偏差系数通过计算获取，其中，P为超级电容容值偏差系数，为桨叶收桨过程中的电机平均扭矩，ΔA为测试桨角，G为总变比常数，η为变桨电机效率，C为待检测超级电容的设计容值。
进一步地，理论的电压差值的最大值ΔVmax通过计算获取，其中，Tmax为风力发电机组在该工况下的最大载荷。
风速测试条件值为小于8m/s的任意值。
任意选定时长t小于30s。
预设超级电容容值偏差系数为0.8至0.9中的任意一个值
检测桨角为选定0°至桨叶在限位位置时的角度范围或70°至桨叶在限位位置时的角度桨叶在限位位置时的角度范围。
一种利用本发明之一的风力发电机组的超级电容模组的检测方法对风力发电机组超级电容模组使用寿命进行预测的方法，该方法包括：
步骤S10，即选择特定的时间节点，并对该选定时间节点对超级电容模组进行周期性的检测，将检测获得的数据P及ΔVac存入大数据存储模块，通过对数据P及ΔVac的规律性分布拟合出超级电容使用寿命曲线；
步骤S20，即通过超级电容模组的检测方法获取风力发电机组当前的P及ΔVac，并与超级电容使用寿命曲线进行比对，预测超级电容的是否需要更换。
综上所述，本发明提供的一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法可通过自身系统的更为精确地检测风力发电机组运行过程中超级电容模组的容值，可以较为准确预测电容的使用寿命，为风机的安全提供了更可靠的保障。
以上所述的技术方案仅为本发明一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法的较佳实施例，任何在本发明一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法基础上所作的等效变换或替换都包含在本次专利申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法，该方法包括：
风场风速是否满足检测条件判定步骤S1，即利用风速风向测量模块测量风场在任意选定时长t范围内实时风速并反馈给风机主控制系统计算任意选定时长t范围内的平均风速，由风机主控制系统将预设的风速测试条件值与任意选定时长t范围内的平均风速进行比较，若平均风速在任意选定时长t内小于预设的风速测试条件值，则由风力发电机组主控制系统向变桨系统下发将风力发电机组桨叶停机至限位状态，并给定检测开始指令，若平均风速不满足在任意选定时长t内小于预设的风速测试条件值，则判定条件不满足，不对超级电容模组进行检测；
步骤S2，即待变桨系统将风力发电机组桨叶停机至限位状态后，主控制系统通过变桨系统将桨叶1开桨到检测桨角的起点检测桨角，并断开变桨驱动器与外部400V交流电的连接；
步骤S3，即利用作为桨叶1的后备电源的超级电容模组将桨叶1以恒定速度v收桨到限位位置；
步骤S4，记录并比较超级电容模组桨叶在测试状态下起点检测桨角时与收桨到限位位置时的前后电压差ΔVac；
步骤S5，同时判定超级电容容值偏差系数P是否满足小于预设超级电容容值偏差系数及实际的超级电容模组的前后电压差ΔVac是否满足高于理论的电压差值的最大值ΔVmax，
若超级电容容值偏差系数P满足小于预设超级电容容值偏差系数且同时满足ΔVac低于ΔVmax情况下，则主控制系统判定超级电容模组无异常，
若超级电容容值偏差系数P不满足小于预设超级电容容值偏差系数及ΔVac不满足低于ΔVmax中的至少一个条件，均判定超级电容模组有异常，并由变桨系统终止对桨叶1的超级电容模组的检测同时，恢复外部400V交流电与变桨驱动器的连接，告知主控制系统电容测试失败；
步骤6，若桨叶1的超级电容模组有异常，则终止对桨叶2及桨叶3的超级电容模组的检测，
若桨叶1的超级电容模组无异常，则重复步骤2、步骤3、步骤4及步骤5依次对桨叶2、桨叶3的超级电容模组分别进行检测，若遇异常，则终止对未检测的桨叶的超级电容模组的检测。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法，其特征在于：超级电容容值偏差系数通过计算获取，其中，P为超级电容容值偏差系数，为桨叶收桨过程中的电机平均扭矩，ΔA为测试桨角，G为总变比常数，η为变桨电机效率，C为待检测超级电容的设计容值。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法，其特征在于：理论的电压差值的最大值ΔVmax通过计算获取，其中，Tmax为变桨电机的最大扭矩。
4.根据权利要求1或3所述的一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法，其特征在于：风速测试条件值为小于8m/s的任意值。
5.根据权利要求1或3所述的一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法，其特征在于：任意选定时长t小于30s。
6.根据权利要求3所述的一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法，其特征在于：预设超级电容容值偏差系数为电容允许的电容容值最大偏差值。
7.根据权利要求3所述的一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法，其特征在于：检测状态下，桨叶的恒定速度v采用范围为3°/s至5°/s之间的任意一个值。
8.根据权利要求3、6、7任意一项所述的一种风力发电机组的超级电容模组的检测方法，其特征在于：检测桨角为选定0°至桨叶在限位位置时的角度范围或70°至桨叶在限位位置时的角度范围。
9.一种利用权利要求1所述的检测方法对风力发电机组超级电容模组使用寿命进行预测方法，该方法包括：
步骤S10，即选择特定的时间节点，并对该选定时间节点对超级电容模组进行周期性的检测，将检测获得的数据P及ΔVac存入大数据存储模块，通过对若干周期内获取数据P及ΔVac的规律性分布拟合出超级电容使用寿命曲线；
步骤S20，即通过超级电容模组的检测方法获取风力发电机组当前的P及ΔVac，并与超级电容使用寿命曲线进行比对，预测超级电容的是否需要更换。
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