CN110907715A - 用于监测超级电容器的系统及方法 - Google Patents

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R.G.瓦戈纳
J.A.米柳斯
C.L.查帕特
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Abstract

提供了一种用于监测超级电容器组(72)的方法(200)，该超级电容器组构造为向风轮机(10)中的变桨系统(70)的交流(AC)变桨电动机(33)供电。方法(200)包括由一个或多个控制装置(60)获得指示与超级电容器组(72)相关联的电压的数据。方法(200)包括由一个或多个控制装置(60)以预定的时间间隔进行超级电容器组(72)的测试操作，以确定与超级电容器组(72)相关联的电容。该方法还包括由一个或多个控制装置(60)至少部分地基于电容或指示电压的数据来执行一个或多个控制动作。

Description

用于监测超级电容器的系统及方法
技术领域
本公开大体上涉及针对故障状况监测超级电容器组(bank ofultracapacitors)，该故障状况指示超级电容器不能在诸如电网损耗的不利条件期间为风力系统的变桨驱动系统(pitch drive system)供电。
背景技术
超级电容器可用于在各种不同应用中提供功率。随着超级电容器老化，超级电容器可能失去提供足够电压来为负载供电的能力。例如，随着超级电容器接近寿命终点，超级电容器向负载提供的输出电压可能快速下降。在某些条件下，超级电容器不能提供所需的输出电压来为负载供电可能产生许多挑战。例如，超级电容器不能为风轮机系统的变桨驱动系统中的负载供电可导致不能使风轮机上的风轮机叶片变桨，可能导致风轮机的损坏。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分阐明，或可从描述中清楚，或可通过实践本发明学习到。
一方面，提供了一种用于监测超级电容器组的方法，该超级电容器组构造为向风轮机中的变桨系统的交流(AC)变桨电动机供电。该方法包括由一个或多个控制装置获得指示与超级电容器组相关联的电压的数据。该方法包括由一个或多个控制装置以预定的时间间隔进行超级电容器组的测试操作，以确定与超级电容器组相关联的电容。该方法还包括由一个或多个控制装置至少部分地基于电容或指示电压的数据来执行一个或多个控制动作。
另一方面，提供了一种用于监测超级电容器组的操作的系统，该超级电容器组构造为向风轮机中的变桨系统的AC变桨电动机供电。该系统包括构造为对超级电容器充电的充电电路。该系统包括电阻性负载，超级电容器可联接到该电阻性负载。该系统包括电流传感器，其构造为测量超级电容器的放电电流。该系统包括构造成执行操作的控制装置。操作包括将超级电容器联接到充电电路以将超级电容器充电到充电电压。一旦超级电容器已充电到充电电压，操作包括将超级电容器联接到电阻性负载以通过负载放电。当超级电容器联接到电阻性负载时，操作包括通过电流传感器获得指示超级电容器的放电电流的数据。操作包括至少部分地基于放电电流确定超级电容器的电容。操作包括至少部分地基于电容执行一个或多个控制动作。
本发明的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且连同描述用于阐释本发明的原理。
技术方案1. 一种用于监测构造为向风轮机中的变桨系统的交流(AC)变桨电动机供电的超级电容器组的方法(200)，所述超级电容器包括多个节段，所述多个节段中的每个节段包括一个或多个超级电容器，所述方法包括：
(202)由一个或多个控制装置获得指示与所述超级电容器相关联的电压的数据；
(204)由所述一个或多个控制装置以预定的时间间隔进行所述超级电容器的测试操作，以确定与所述超级电容器相关联的电容；以及
(206)由所述一个或多个控制装置，至少部分地基于所述电容或指示所述电压的数据执行一个或多个控制动作。
技术方案2. 根据技术方案1所述的方法(200)，其中，指示所述电压的所述数据包括指示穿过所述超级电容器的总电压的数据。
技术方案3. 根据技术方案2所述的方法(402,404)，其中，当所述总电压小于指示操作所述AC变桨电动机所需的电压的第一阈值电压时，基于所述总电压执行一个或多个控制动作包括执行第一控制动作和第二控制动作中的至少一个，所述第一控制动作与提供指示与所述超级电容器相关联的故障状况的通知相关联，所述第二控制动作与关闭所述风轮机相关联。
技术方案4. 根据技术方案3所述的方法(406,408)，其中，当所述总电压大于所述第一阈值电压但小于指示所述超级电容器充满电的第二阈值电压时，基于所述总电压执行一个或多个控制动作包括执行与将所述超级电容器联接到充电电路以对所述超级电容器充电相关联的控制动作。
技术方案5. 根据技术方案2所述的方法(200)，其中，当所述总电压大于指示针对所述超级电容器的设计电压的阈值电压时，基于所述总电压执行一个或多个控制动作包括执行第一控制动作和第二控制动作中的至少一个，所述第一控制动作与提供指示与所述超级电容器相关联的故障状况的通知相关联，所述第二控制动作与关闭所述风轮机相关联。
技术方案6. 根据技术方案2所述的方法(206)，其中，指示所述电压的数据还包括指示与所述超级电容器的所述多个节段中的一个或多个节段相关联的电压的数据。
技术方案7. 根据技术方案6所述的方法，其中，所述方法还包括：
(504)由所述一个或多个控制装置至少部分地基于包括在所述超级电容器中的节段数量和所述超级电容器的总电压确定参考电压；以及
(506)由所述一个或多个控制装置确定与所述多个节段中的一个或多个节段相关联的所述电压是否与所述参考电压相差超过所述预定量。
技术方案8. 根据技术方案7所述的方法(508)，其中，当与所述多个节段中的一个或多个节段相关联的所述电压与所述参考电压相差超过所述预定量时，基于与所述多个节段中的每个节段相关联的所述电压执行一个或多个控制动作包括执行与提供指示与所述超级电容器相关联的故障状况的通知相关联的控制动作。
技术方案9. 根据技术方案1所述的方法(204)，其中，进行所述超级电容器的测试操作包括：
(302)将所述超级电容器联接到充电电路，以将所述超级电容器充电到充电电压，所述充电电压比所述超级电容器的标称电压大预定量；
(304)响应于将所述超级电容器充电到所述充电电压，将所述超级电容器联接到电阻性负载，使得所述超级电容器通过所述负载放电；
(306,308)由所述一个或多个控制装置在通过所述负载放电期间获得数据，所述数据指示所述超级电容器的放电速率和所述超级电容器的放电电流中的至少一个；以及
(314)由所述一个或多个控制装置至少部分地基于在通过所述负载放电期间获得的所述数据确定与所述超级电容器相关联的所述电容。
技术方案10. 根据技术方案9所述的方法(310)，还包括：由所述一个或多个控制装置确定，通过所述负载使所述超级电容器放电是否在将所述超级电容器联接到所述负载之后的所述预定时间量内将所述超级电容器的电压降低到所述标称电压。
技术方案11. 根据技术方案10所述的方法(310)，其中，响应于确定所述超级电容器的电压在所述预定时间量内返回到所述标称电压，确定与所述超级电容器相关联的所述电容发生。
技术方案12. 根据技术方案1所述的方法(204)，其中，进行所述超级电容器的测试操作包括：
(602)将所述超级电容器联接到充电电路以将所述超级电容器充电到充电电压；
(604)响应于将所述超级电容器充电到所述充电电压，由所述一个或多个控制装置获得指示与所述超级电容器相关联的初始电压的数据；
(608)响应于获得指示所述初始电压的所述数据，将所述超级电容器联接到所述电阻性负载达预定量，使得所述超级电容器通过所述电阻性负载放电；
(610)由所述一个或多个控制装置获得在通过所述负载放电期间的数据，所述数据指示所述超级电容器的平均放电电流；
(612)响应于所述预定时间量的期满，由所述一个或多个控制装置获得指示与所述超级电容器相关联的最终电压的数据，所述最终电压小于所述初始电压；以及
(614)由所述一个或多个控制装置基于所述初始电压、所述预定时间量、所述平均放电电流和所述最终电压确定所述超级电容器的电容。
技术方案13. 根据技术方案12所述的方法(204)，其中，进行所述超级电容器的测试操作还包括由所述一个或多个控制装置至少部分地基于所述超级电容器的电容执行一个或多个控制动作。
技术方案14. 一种用于监测构造为向风轮机中的变桨系统(70)的交流(AC)电动机供电的超级电容器组(72)的操作的系统(100)，所述超级电容器(72)包括多个节段(90,92,94,96,98)，所述系统(100)包括：
充电电路(130)；
电阻性负载(120)；
构造成测量所述超级电容器(72)的放电电流的电流传感器(159)；以及
控制装置(60)，其具有一个或多个处理器(62)，其构造为执行存储在一个或多个存储器装置中的计算机可读指令以执行操作，所述操作包括：
将所述超级电容器(72)联接到所述充电电路(130)以将所述超级电容器(72)充电到充电电压；
响应于将所述超级电容器(72)充电到所述充电电压，将所述超级电容器(72)联接到所述电阻性负载(120)以使所述超级电容器(72)通过所述电阻性负载(120)放电；
通过所述电流传感器(159)获得指示在通过所述负载放电期间所述超级电容器(72)的放电电流的数据；
至少部分地基于所述放电电流确定所述超级电容器(72)的电容；以及
至少部分地基于所述电容执行一个或多个控制动作。
技术方案15. 根据技术方案14所述的系统(100)，其中，所述操作还包括在将所述超级电容器(72)充电到所述充电电压之后并且在将所述超级电容器(72)联接到所述电阻性负载(120)之前，获得指示所述超级电容器(72)的初始电压的数据。
附图说明
针对本领域的技术人员的包括其最佳模式的本发明的完整且能够实现的公开内容在参照附图的说明书中阐释，在附图中：
图1绘出了根据本公开的一个实施例的风轮机的透视图；
图2绘出了根据本公开的一个实施例的风轮机的机舱的透视内部视图；
图3绘出了可包括在根据本公开的风轮机控制装置中的合适构件的一个实施例的示意图；
图4绘出了根据本公开的风轮机的变桨系统的一个实施例的示意图；
图5绘出了根据本公开的示例实施例的风轮机的主功率转换器的一个实施例的示意图；
图6绘出了根据本公开的示例实施例的超级电容器组的示意图；
图7绘出了根据本公开的示例实施例的用于监测超级电容器组的操作的系统；
图8绘出了根据本公开的示例实施例的构造为监测与超级电容器组相关联的电压的图7的系统的传感器；
图9绘出了根据本公开的示例实施例的用于监测超级电容器组的示例方法的流程图；
图10绘出了根据本公开的示例实施例的在超级电容器组上执行的测试操作的流程图；
图11绘出了根据本公开的示例实施例的示例方法的流程图；
图12绘出了根据本公开的示例实施例的示例方法的流程图；以及
图13绘出了根据本公开的示例实施例的在超级电容器组上执行的另一测试操作的流程图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。各个示例通过阐释本发明的方式提供，而非限制本发明。实际上，对于本领域的技术人员将清楚的是，可在本发明中制作出各种改型和变型，而不会脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可结合另一个实施例使用以产生又另一个实施例。因此，旨在本发明覆盖归入所附权利要求和其等同物的范围内的此类改型和变型。
本公开的示例方面针对一种用于监测超级电容器组的方法，该超级电容器组用于为风轮机中的变桨系统的交流(AC)电动机供电。该方法包括获得指示与超级电容器组相关联的电压的数据。在示例实施例中，指示电压的数据可包括指示穿过超级电容器组的总电压的数据。备选地和/或另外地，指示电压的数据可包括指示与超级电容器组的多个节段中的一个或多个节段相关联的电压的数据。例如，超级电容器组可分为八个节段，并且八个节段中的每一个可包括一个或多个超级电容器。如下面将更详细地论述的，风轮机的一个或多个控制装置(例如，变桨控制器)可构造为至少部分地基于指示电压的数据执行一个或多个控制动作。
当总电压小于指示操作变桨系统的AC变桨电动机所需的电压的第一阈值电压时，一个或多个控制装置可执行与提供指示与超级电容器组相关联的故障状况(例如，欠电压(under voltage，有时也称为低电压))的通知相关联的控制动作。另外地和/或备选地，控制装置可执行与关闭风轮机相关联的控制动作。以此方式，可避免对超级电容器组或风轮机本身的潜在危害。
当总电压大于第一阈值电压但小于指示充满电的超级电容器组的第二阈值电压时，一个或多个控制装置可构造为执行与通过一个或多个开关元件的操作将超级电容器组联接到充电电路相关联的控制动作。在示例实施例中，超级电容器组可保持联接到充电电路，直到总电压等于阈值电压。一旦超级电容器组充满电，则一个或多个控制装置可构造成将超级电容器组与充电电路分离。以此方式，控制装置可至少部分地基于总电压来控制超级电容器组的充电。
当总电压大于指示超级电容器组的额定电压的阈值电压时，一个或多个控制装置可构造为执行与提供指示与超级电容器组相关联的故障状况(例如，过电压)的通知相关联的控制动作。另外地和/或备选地，一个或多个控制装置可执行与关闭风轮机相关联的控制动作。以此方式，可避免对超级电容器组或风轮机本身的潜在危害。
在示例实施例中，用于监测超级电容器组的方法可包括进行超级电容器组的测试操作以确定超级电容器组的电容。例如，可通过将超级电容器组联接到充电电路来启动测试操作，以将超级电容器组充电到大于标称电压以预定量(例如，10伏)的充电电压。一旦超级电容器组充电到充电电压，超级电容器组就可联接到电阻性负载，使得超级电容器组可通过电阻性负载放电。当超级电容器组通过电阻性负载放电时，可获得指示与超级电容器组相关联的放电电流的数据。另外地和/或备选地，可获得指示超级电容器组的放电速率的数据。
在一些实施例中，实现测试操作的一个或多个控制装置可构造为确定在将超级电容器组联接到电阻性负载之后的预定时间量(例如，两秒)内超级电容器组是否返回到标称电压。如果超级电容器组没有在预定量内返回到标称电压，则一个或多个控制装置可执行与提供指示与超级电容器组相关联的故障状况(例如，电容损失)的通知相关联的控制动作。另外地和/或备选地，一个或多个控制装置可执行与关闭风轮机相关联的控制动作。
然而，如果一个或多个控制装置确定超级电容器组在预定时间量内确实返回到标称电压，则可进行测试操作。更确切地说，超级电容器组的电容可至少部分地基于超级电容器组的放电电流和放电速率来确定。在示例实施例中，在测试操作期间确定的电容可为超级电容器组的总电容。备选地和/或另外地，电容可为与超级电容器组的多个节段中的一个或多个节段相关联的电容。如下面将更详细地论述的，用于监测超级电容器组的方法可包括至少部分地基于超级电容器组的电容执行一个或多个控制动作。
当超级电容器组的总电容小于指示操作变桨系统的AC电动机所需的阈值电容的标称电容时，一个或多个控制装置可执行与提供指示需要在超级电容器组上执行维护动作(例如，修理或更换)的通知或警报相关联的控制动作。在一些实施例中，一个或多个控制装置可执行与提供指示与超级电容器组相关联的故障状况(例如，电容损失)的通知相关联的控制动作。备选地和/或另外地，一个或多个控制装置可执行与关闭风轮机相关联的控制动作，以避免对超级电容器组或风轮机本身的潜在危害。
本公开提供了许多技术益处。例如，实现本公开的方法的一个或多个控制装置可检测指示超级电容器组的下降性能的一个或多个故障状况。例如，本公开的一个或多个控制装置可至少部分地基于超级电容器组的电压来确定一个或多个故障状况(例如，欠电压和过电压)。另外，一个或多个控制装置可至少部分地基于超级电容器组的电容来确定故障状况(例如，电容的损失)。以此方式，一个或多个控制装置可基于检测到的故障状况采取预防措施(例如，关闭)并且避免对超级电容器组和涡轮机的潜在危害。
如本文所用，用语“约”与数值结合使用旨在表示所述量的20%以内。用语“获得(obtaining)”或“获得(obtain)”的使用可包括接收、确定、计算、存取、读取或以其它方式获得数据。
参照用于为风轮机中的变桨系统供电的电容器来论述本公开的各方面。使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，本实施例的各方面可与其它应用一起使用。
现在参看附图，图1示出了根据本公开的示例方面的风轮机10的一个实施例的透视图。如所示，风轮机10包括从支承表面14延伸的塔架12、安装在塔架12上的机舱16、以及联接到机舱16的转子18。转子18包括可旋转的毂20和联接到毂20且从毂20向外延伸的至少一个转子叶片22。例如，在所示实施例中，转子18包括三个转子叶片22。然而，在一个备选实施例中，转子18可包括多于或少于三个的转子叶片22。每个转子叶片22可围绕毂20间隔开，以便于旋转转子18，以使动能能够从风转换成可用的机械能，并且随后转换成电能。例如，毂20可以可旋转地联接到定位在机舱16内的发电机24(图2)，以允许产生电能。
现在参看图2，示出了风轮机10的机舱16的一个实施例的简化内部视图。如所示，发电机24可设置在机舱16内。发电机24可联接到风轮机10的转子18。以此方式，由转子18产生的旋转能可转换成电能。在示例实施例中，转子18可包括主轴40，该主轴40联接到毂20以随其旋转。然后，发电机24可联接到主轴40，使得主轴40的旋转驱动发电机24。例如，在所示实施例中，发电机24包括发电机轴42，其经由变速箱44可旋转地联接到主轴40。然而，在其它实施例中，应当认识到，发电机轴42可直接可旋转地联接到主轴40。备选地，发电机24可直接可旋转地联接到主轴40。
应当认识到，主轴40可大体上由定位在风轮机塔架12的顶部的支承框架或台板(bedplate)46支承在机舱16内。例如，主轴40可通过安装至台板46的一对枕块(pillowblock)48由台板46支承。
如图1和2中所示，风轮机10还可包括机舱16内的涡轮控制系统或涡轮控制器26。例如，如图2中所示，涡轮控制器26设置在安装到机舱16的一部分的控制柜52内。然而，应当认识到，涡轮控制器26可设置在风轮机10上或中的任何位置处，支承表面14上的任何位置处，或大体上在任何其它位置处。涡轮控制器26大体上可构造成控制风轮机10的各种操作模式(例如，启动或关闭程序)和/或构件。
每个转子叶片22还可包括桨距调整机构32，该桨距调整机构32构造成使每个转子叶片22围绕其变桨轴线34旋转。此外，每个桨距调整机构32可包括变桨驱动电动机33(例如，任何合适的电动、液压或气动电动机)、变桨驱动变速箱35和变桨驱动小齿轮37。在此实施例中，变桨驱动电动机33可联接到变桨驱动变速箱35，以便变桨驱动电动机33将机械力给予变桨驱动变速箱35。类似地，变桨驱动变速箱35可联接到变桨驱动小齿轮37以随其旋转。变桨驱动小齿轮37继而又可与联接在毂20与对应的转子叶片22之间的变桨轴承54旋转接合，使得变桨驱动小齿轮37的旋转引起变桨轴承54的旋转。因此，在此实施例中，变桨驱动电动机33的旋转驱动变桨驱动变速箱35和变桨驱动小齿轮37，从而使变桨轴承54和转子叶片22围绕变桨轴线34旋转。类似地，风轮机10可包括通信地联接到涡轮机控制器26的一个或多个偏航驱动机构38，其中每个(多个)偏航驱动机构38构造成相对于风改变机舱16的角度(例如，通过接合风轮机10的偏航轴承56)。
此外，涡轮控制器26还可通过单独的或一体的变桨控制器30(图1)通信地联接到风轮机10的每个桨距调整机构32(其中一个示出)，用于控制和/或改变转子叶片22的桨距角(即，确定转子叶片22相对于风的方向28的投影(perspective，有时也称为透视)的角度)。
另外，如图2中所示，一个或多个传感器57,58,59可设在风轮机10上。更确切地说，如所示，叶片传感器57可连同转子叶片22中的一个或多个构造，以监测转子叶片22。此外，如所示，风传感器58可设在风轮机10上。例如，风传感器58可为风向标、风速计、LIDAR传感器或测量风速和/或风向的其它合适的传感器。另外，变桨传感器59可连同一个或多个变桨驱动机构32中的每个构造，例如连同与其变桨驱动电动机33相关联的超级电容器组，这将在下面更详细地论述。因此，传感器57,58,59还可与变桨控制器30通信，并且可向变桨控制器30提供相关信息。附加传感器(未示出)可包括用作测试系统的一部分的电压和电流传感器，用于进行超级电容器组的测试操作以确定超级电容器组的电容。
现在参看图3，提供了根据本公开的示例实施例的示例控制装置60的框图。大体上，控制装置60对应于任何合适的基于处理器的装置，包括一个或多个计算装置。例如，图3示出了可包括在控制装置60内的适合构件的一个实施例。如图3中所示，控制装置60可包括处理器62和相关联的存储器64，其构造为执行各种计算机实现的功能(例如，执行本文公开的方法、步骤、计算等)。如本文使用的，用语“处理器”不但是指本领域中称为包括在计算机中的集成电路，而且是指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、以及其它可编程电路。此外，存储器64可大体上包括一个或多个存储器元件，包括但不限于，计算机可读介质(例如，随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪速存储器)、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字多功能盘(DVD)和/或其它适合的存储器元件或其组合。
另外，如图3中所示，控制装置60可包括通信模块66，以便于控制装置60与风轮机10(图1)的各种构件之间的通信。例如，控制装置60可经由通信模块66将控制信号发送到开关元件(例如，将超级电容器联接到电阻性负载和/或充电电路的继电器)。
此外，通信模块66可包括传感器接口68(例如，一个或多个模数转换器)，以允许从一个或多个传感器57,58,59发送的信号转换成可由控制装置60理解和处理的信号。应当认识到，传感器57,58,59可使用任何合适的装置通信地联接到通信模块66。例如，如图3中所示，传感器57,58,59经由有线连接联接到传感器接口68。然而，在其它实施例中，传感器57,58,59可经由无线连接联接到传感器接口68，如通过使用本领域中已知的任何合适的无线通信协议。
其它传感器可与控制装置60通信。例如，一个或多个电压传感器158可与控制装置60通信。一个或多个电压传感器158可为系统的一部分，用于监测用于为风轮机的桨距调整机构供电的超级电容器组的操作。如下面将更详细地论述的，一个或多个电压传感器158可构造成测量超级电容器组上的各个位置处的输出电压。
备选地和/或另外地，电流传感器159可与控制装置60通信。电流传感器159可为用于监测超级电容器组的操作的系统的一部分。在示例实施例中，电流传感器159可构造为当超级电容器组联接到电阻性负载时测量超级电容器组的输出电流(例如，放电电流)。
现在参看图4，提供了用于风轮机10(图1)的变桨系统70的一个实施例的示意图。更确切地说，如所示，变桨系统70包括多个变桨驱动机构32，即对于每个变桨轴线34一个(图2)。此外，如所示，变桨驱动机构32中的每个可通信地联接到电网45以及超级电容器组72。更确切地说，如所示，与每个变桨驱动机构32相关联的超级电容器组72可存储在机柜74中。在一些实施例中，机柜74可为隔热容器。
在风轮机10的正常操作期间，风轮机10(图1)的主功率转换器76接收来自电网45的交流(AC)功率，并将AC功率转换成适合于驱动每个变桨驱动机构32的变桨驱动电动机33(例如，AC电动机)的AC功率。另外，主功率转换器76可将从电网45接收的AC功率转换成适合于对超级电容器组72充电的直流(DC)功率。如下面将更详细地论述的，在一些情况下(例如，不利的电网事件或电网损失)，变桨驱动电动机33可由超级电容器组72驱动。
当转子叶片22的变桨依赖于超级电容器组72时(即，由于电网损失)，重要的是确保超级电容器组72能够在需要时操作。因此，如下面将更详细地论述的，控制装置60(图3)构造为实施控制策略以监测超级电容器组72以减少或消除在风轮机10的不利电网事件或其中使用超级电容器组来使转子叶片22变桨的任何其它情况期间发生的损坏负载的可能性。
图5绘出了根据本公开的示例实施例的主功率转换器76的示例实施例。主功率转换器76可包括AC整流器78，其构造为从电网45在第一AC电压下接收AC功率，并且将第一AC电压转换为第一DC电压下的DC功率。另外，AC整流器78可联接到主功率转换器76的功率逆变器80。更确切地说，AC整流器78可经由一个或多个导体(例如，线)联接到功率逆变器80。以此方式，AC整流器78的输出(例如，第一DC电压下的DC功率)可提供给功率逆变器80。如所示，主功率转换器76可包括联接在AC整流器78的输出和功率逆变器80的输入之间的一个或多个电容器82(例如，电解电容器)。在示例实施例中，一个或多个电容器82可构造为减少或消除与AC整流器78提供给功率逆变器80的DC功率相关联的噪声。
功率逆变器80可构造为将第一DC电压下的DC功率转换为第二AC电压下的AC功率。在示例实施例中，第二AC电压可与AC整流器78从电网45接收的AC功率相关联的第一AC电压不同(例如，大于或小于)。如所示，输出(例如，第二AC电压下的AC功率)可提供给变桨驱动机构32(图4)的变桨驱动电动机33。
主功率转换器76可包括DC到DC功率转换器84。如所示，功率转换器84可联接到与功率逆变器80相关联的一个或多个输入端子(例如，引线)。以此方式，功率转换器84可接收第一DC电压下的DC功率。另外，功率转换器84可联接到超级电容器组72。在示例实施例中，功率转换器84可将第一DC电压下的DC功率转换为适合于对超级电容器组72充电的第二DC电压下的DC功率。应当认识到，第二DC电压可与第一DC电压不同(例如，小于或大于)。
图6绘出了根据本公开的示例实施例的超级电容器组72。如所示，超级电容器组72可包括多个节段。例如，图6中绘出的电容器组72包括第一节段90、第二节段92、第三节段94、第四节段96和第五节段98。在其它实施例中，超级电容器组72可包括更多或更少的节段。例如，在一些实施例中，超级电容器组72可包括八个节段。
如所示，多个节段中的每个节段可包括以串联构造布置的一对超级电容器C。在其它实施例中，每个节段可包括更多或更少的超级电容器C。另外，每个节段内的超级电容器C可以以任何合适的构造布置。例如，在一些实施例中，包括在节段中的每个中的超级电容器C可以以并联构造布置。
在示例实施例中，多个节段可连续地彼此联接。例如，第一节段可联接到主功率转换器76的DC/DC功率转换器84(图5)；第二节段92可联接到第一节段90；第三节段94可联接到第二节段92；第四节段96可联接到第三节段94；并且第五节段98可联接到第四节段96。在示例实施例中，第五节段98可联接到风轮机10(图1)的次级功率转换器88。如图5中所示，次级功率转换器88可联接在超级电容器组72和变桨驱动机构32(图4)的电动机33(图4)之间。在示例实施例中，次级功率转换器88可从超级电容器组72接收DC功率并且将DC功率转换为适合于驱动电动机33的AC功率(图4)。
图7绘出了根据本公开的示例实施例的用于监测超级电容器组72的示例系统100。系统100可包括第一开关元件110，如一个或多个继电器、晶体管或其它开关元件，其可控制为处于导通状态或非导通状态。在示例实施例中，系统100的控制装置60可构造为控制第一开关元件110的操作，以选择性地将超级电容器组72联接到系统100的电阻性负载120。在一些实施例中，电阻性负载120可为联接在超级电容器组72和变桨驱动机构32(图4)的变桨电动机33(图4)之间的次级功率转换器88(图4)。当超级电容器组72经由第一开关元件110联接到电阻性负载120时，应当认识到，超级电容器组72通过电阻性负载120放出电功率(例如，DC功率)。
如所示，系统100可包括第二开关元件112，如一个或多个继电器、晶体管或其它开关元件，其可控制为处于导通状态或非导通状态。在示例实施例中，控制装置60可构造为控制第二开关装置112的操作，以选择性地将超级电容器组72联接到系统100的充电电路130。在一些实施例中，充电电路130可为主功率转换器76(图5)的DC/DC功率转换器84(图5)。当超级电容器组72联接到充电电路130时，应当认识到，电功率(例如，DC电功率)可从充电电路130传递到超级电容器组72。以此方式，超级电容器组72可从第一电压充电到大于第一电压的第二电压。
现在结合参看图7和图8，系统100可包括一个或多个电压传感器158。如所示，一个或多个电压传感器158可构造成监测与超级电容器组72相关联的各种电压。例如，一个或多个电压传感器158可构造为监测与多个节段的每个节段(例如，第一节段90、第二节段92、第三节段94、第四节段96和第五节段98)相关联的电压。更确切地说，电压传感器158可构造为监测与第一节段90相关联的第一电压VS1、与第二节段92相关联的第二电压VS2、与第三节段94相关联的第三电压VS3、与第四节段96相关联的第四电压VS4、以及与第五节段98相关联的第五电压V5。备选地和/或另外地，电压传感器158可构造为监测超级电容器组72的总电压VTOTAL。在一些实施例中，由电压传感器158监测的总电压VTOTAL可对应于与节段中的每个相关联的电压的总和。
如所示，系统100可包括电流传感器159，其构造为通过电阻性负载120监测超级电容器组72的输出电流/放电电流(IL)。另外，一个或多个电压传感器158可构造为在超级电容器组72通过电阻性负载120放电期间监测超级电容器组72的输出电压/放电电压VL。如下面将更详细地论述的，控制装置60可构造成至少部分地基于与超级电容器组72相关联的放电电流IL和放电速率来确定超级电容器组72的电容。例如，控制装置60可执行存储在存储器中的计算机可读指令以执行操作，以确定超级电容器组72的电容。
现在参看图9，根据本公开的示例实施例，提供了用于监测用于为风轮机的变桨系统供电的超级电容器组的方法200的流程图。应当认识到，方法200可使用上面参照图1-3论述的风轮机的任何合适的控制装置(例如，变桨控制器)来实施。图9出于说明和论述的目的绘出了以特定顺序执行的步骤。使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可调整、修改、重新布置、同时执行或以各种方式修改方法200的各个步骤。
在(202)处，方法200包括由一个或多个控制装置获得指示与超级电容器组相关联的电压的数据。在示例实施例中，数据可指示超级电容器组的总电压VTOTAL(图8)。备选地和/或另外地，数据可指示与超级电容器组中包括的多个节段中的一个或多个节段相关联的电压(例如，图8的VS1、VS2、VS3、VS4、VS5)。
在(204)处，方法200包括由一个或多个控制装置进行超级电容器组的测试操作以确定与超级电容器组相关联的电容。可使用例如上面参照图7和8论述的系统来进行测试操作。在一些实施例中，一个或多个控制装置可构造为以预定的时间间隔进行测试操作。
在(206)处，方法200包括由一个或多个控制装置基于在(202)处获得的电压或在(204)处确定的电容来执行一个或多个控制动作。
现在参看图10，根据本公开的示例实施例，提供了示出在图9的(204)处执行的测试操作的示例实施例的流程图。应当认识到，上面参考图1-3论述的风轮机的任何合适的控制装置(例如，变桨控制器)可构造为实施测试操作。还应当认识到，上面参考图7和8描述的系统可构造为实施测试操作。
在(302)处，测试操作包括将超级电容器组联接到充电电路以将超级电容器组充电到充电电压VCHG，该充电电压VCHG大于标称电压VNOM预定量(例如，约10伏)。在一些实施例中，标称电压VNOM可对应于操作变桨系统的AC变桨电动机所需的电压。在示例实施例中，一个或多个控制装置可构造为执行与控制用于选择性地将超级电容器组联接到充电电路的开关元件的操作相关联的控制动作。
在(304)处，测试操作包括将超级电容器组联接到电阻性负载。在示例实施例中，一个或多个控制装置可执行与控制用于选择性地将超级电容器组联接到电阻性负载的开关元件的操作相关联的控制动作。当超级电容器组联接到电阻性负载时，应当认识到，超级电容器组可通过电阻性负载放电。
在(306)处，测试操作包括由一个或多个控制装置获得指示在(304)处通过负载放电期间超级电容器组的放电电流的数据。在示例实施例中，指示放电电流的数据可从上面参照图7和8描述的系统的一个或多个电流传感器获得。
在(308)处，测试操作包括由一个或多个控制装置获得指示在(304)处通过负载放电期间超级电容器组的放电速率的数据。应当认识到，超级电容器组的放电速率可为至少电阻性负载的函数。
在(310)处，测试操作包括由一个或多个控制装置确定超级电容器组的电压在(306)处将超级电容器组联接到电阻性负载之后的预定时间量内是否返回到标称电压VNOM。在示例实施例中，预定时间量可为约2秒。如果超级电容器组的电压在预定时间量内没有返回到标称电压VNOM，则测试操作进行到(312)。否则，测试操作进行到(314)。
在(312)处，测试操作300包括由一个或多个控制装置执行与提供指示与超级电容器组相关联的故障状况的通知相关联的控制动作。更确切地说，故障状况可指示发生需要关闭风轮机的电容损失。在此实施例中，一个或多个控制装置可构造成执行与关闭风轮机相关联的附加控制动作。在此情况下，可避免对超级电容器组或风轮机的其它构件的潜在危害。
在(314)处，测试操作包括由一个或多个控制装置至少部分地基于指示在(306)处获得的放电电流的数据，以及指示在(308)处获得的电容器组的放电速率的数据来确定超级电容器组的电容。在示例实施例中，电容可包括超级电容器组的总电容CTOTAL。备选地和/或另外地，电容可包括与包括在超级电容器组中的多个节段中的每个节段相关联的电容。在确定超级电容器组的电容时，测试操作结束，并且一个或多个控制装置可至少部分地基于在(314)处确定的电容执行一个或多个控制动作。
举例来说，如果在(314)处确定的总电容CTOTAL小于第一阈值(例如，与超级电容器组相关联的标称电容CNOM的约82%)，则在图9的(206)处执行的一个或多个控制动作可包括与提供指示与超级电容器组相关联的电容损失的通知或警报相关联的控制动作。在一些实施例中，通知或警报可指示需要在超级电容器组上执行维护动作(例如，修理或替换)。
作为另一示例，如果在(314)处确定的总电容CTOTAL小于第二阈值(例如，标称电容CNOM的约80%)，则在(206)处执行的一个或多个控制动作可包括第一控制动作，该第一控制动作与提供指示与超级电容器组相关联的故障状况的通知相关联。更确切地说，该故障状况可对应于需要关闭风轮机的电容故障状况的损失。另外，在(206)处执行的一个或多个控制动作可包括与关闭风轮机相关联的第二控制动作。
作为又另一示例，如果在(314)处，针对超级电容器组的多个节段中的一个或多个节段确定的电容小于标称电容的约20%，则在(206)处执行的一个或多个控制动作可包括与提供指示与超级电容器组相关联的故障状况的通知相关联的第一控制动作。更确切地说，该故障状况可对应于需要关闭风轮机的电容故障状况的损失。另外，在(206)处执行的一个或多个控制动作可包括与关闭风轮机相关联的第二控制动作。
现在参看图11，根据本公开的示例实施例，提供了用于确定在图9的(206)处执行的一个或多个控制动作的方法的流程图。应当认识到，上面参照图1-3论述的风轮机的任何合适的控制装置(例如，变桨控制器)可实现图11中绘出的一个或多个控制动作。
在(402)处，该方法包括由一个或多个控制装置确定在图9的(202)处获得的总电压VTOTAL是否小于指示超级电容器组的性能的第一阈值电压V1。在示例实施例中，第一阈值电压V1可对应于操作变桨系统的变桨电动机所需的电压。例如，第一阈值电压可为大约470伏。如果总电压VTOTAL小于第一阈值电压V1，则方法前进到(404)。否则，方法进行到(406)。
在(404)处，该方法包括由一个或多个控制装置执行与提供指示与超级电容器组相关联的故障状况的通知相关联的第一控制动作。更确切地说，故障状况可指示与超级电容器组相关联的欠电压状况的发生。另外，该方法包括执行与关闭风轮机相关联的第二控制动作，以避免对超级电容器组的潜在危害。在执行这些控制动作之后，该方法在(418)处继续。
在(406)处，该方法包括由一个或多个控制装置确定总电压VTOTAL是否小于大于第一阈值电压V1的第二阈值电压V2。在示例实施例中，第二阈值电压V2可为约478伏。如果总电压VTOTAL小于第二阈值电压V2，则流程图前进到(408)。否则，方法进行到(410)。
在(408)处，该方法包括由一个或多个控制装置执行与对超级电容器组充电相关联的控制动作。在示例实施例中，控制动作可与用于选择性地将超级电容器组联接到充电电路的开关元件的控制操作相关联。以此方式，充电电路可向超级电容器组输送电功率(例如，DC功率)。一旦超级电容器组联接到充电电路，流程图返回到图9的(202)以获得附加的电压读数。
在(410)处，该方法包括由一个或多个控制装置确定总电压VTOTAL是否小于大于第二阈值电压V2的第三阈值电压V3。在示例实施例中，第三阈值电压V3可指示超级电容器组充满电。例如，第三阈值电压V3可为约482伏。如果总电压VTOTAL小于第三阈值电压V3，则流程图返回到图9的(202)。应当认识到，超级电容器组可保持联接到充电电路，直到超级电容器组的总电压VTOTAL至少大于第三阈值电压V3。
在(412)处，该方法包括由一个或多个控制装置确定总电压VTOTAL是否大于大于第三阈值电压V3的第四阈值电压。在示例实施例中，第四阈值电压V4可对应于针对超级电容器组的设计电压。例如，在一些实施例中，第四阈值电压V4可为约520伏。在示例实施例中，设计电压可小于超级电容器组的额定电压。如果总电压VTOTAL不大于第四阈值电压V4，则方法进行到(414)。否则，方法进行到(416)。
在(414)处，该方法包括由一个或多个控制装置执行与将超级电容器组与充电电路分离相关联的控制动作。在示例实施例中，控制动作可与用于选择性地将超级电容器组联接到充电电路的开关元件(例如，图7的第二开关元件)的控制操作相关联。一旦超级电容器组通过开关元件的操作从充电电路分离，则该方法就前进到(418)。
在(416)处，该方法包括由一个或多个装置执行与提供指示与超级电容器组相关联的故障状况的通知相关联的第一控制动作。更确切地说，故障状况可指示需要风轮机关闭的过电压状况的发生。因此，该方法可进一步包括执行与关闭风轮机相关联的第二控制动作，以避免对超级电容器组的潜在危害。在于(416)处执行这些通知之后，该方法在(418)处继续。
在(418)处，该方法可继续。例如，该方法可在预定的时间量过去之后返回到(402)。以此方式，该方法可进行多次以减少或消除在其处发生电网损失并且超级电容器组不能根据需要使叶片变桨的情况。
现在参看图12，根据本公开的示例实施例，提供了用于确定在图9的(206)处执行的一个或多个控制动作的方法的流程图。应当认识到，方法可使用上面参照图1-3论述的风轮机的任何合适的控制装置(例如，变桨控制器)来实施。
在(502)处，该方法包括由一个或多个控制装置获得与超级电容器组中包括的多个节段中的一个或多个节段相关联的电压。在示例实施例中，可经由上面参照图7和8描述的系统的电压传感器获得与多个节段中的每个节段相关联的电压。
在(504)处，该方法包括由一个或多个控制装置至少部分地基于超级电容器组的总电压VTOTAL和包括在超级电容器组中的节段总数N来确定参考电压VREF。例如，参考电压可如下面的方程1中所示计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
在(506)处，该方法包括由一个或多个控制装置确定在(502)处获得的针对多个节段中的每个的任何电压是否与参考电压相差超过预定量。在示例实施例中，预定量可为约10%。如果任何电压与参考电压相差超过预定量，则方法进行到(508)。否则，方法进行到(510)。
在(508)处，该方法包括由一个或多个装置执行与提供指示与超级电容器组相关联的故障状况的通知相关联的控制动作。在一些实施例中，通知可指示需要在超级电容器组上执行维护动作(例如，修理或替换)。在备选实施例中，故障状况可对应于需要关闭风轮机的电容故障状况的损失。在此实施例中，该方法包括执行与关闭风轮机相关联的附加控制动作，以避免对超级电容器组的潜在危害。在执行一个或多个控制动作之后，该方法在(510)处继续。
在(510)处，该方法可继续。例如，该方法可在预定的时间量过去之后返回到(502)。以此方式，该方法可进行多次以减少或消除在其中发生电网损失并且超级电容器组不能根据需要使叶片变桨的情况。
现在参看图13，根据本公开提供了在图9的(204)处执行的测试操作的另一示例实施例的流程图。应当认识到，上面参照图1-3论述的风轮机的任何合适的控制装置(例如，变桨控制器)可构造为实现图13的测试操作。还应该认识到，上面参照图7和8描述的系统可用于实现测试操作。而且，尽管图13绘出了出于图示和论述的目的以特定顺序执行的步骤，但是本领域普通技术人员在不脱离本公开的范围的情况下，使用本文提供的公开内容将理解可调整、修改、重新布置、同时执行或以各种方式修改测试操作的各个步骤。
在(602)处，测试操作包括将超级电容器组联接到充电电路以将超级电容器组充电到充电电压VCHG。在示例实施例中，充电电压VCHG可比标称电压VNOM大预定量(例如，约10伏)。在一些实施例中，标称电压VNOM可对应于操作变桨系统的变桨电动机所需的电压。在示例实施例中，一个或多个控制装置可构造为生成与用于选择性地将超级电容器组联接到充电电路的开关元件的控制操作相关联的控制动作。以此方式，超级电容器组可通过开关元件联接到充电电路。在超级电容器组充电到充电电压VCHG之后，测试操作进行到(604)。
在(604)处，测试操作包括获得指示与超级电容器相关联的初始电压VI的数据。在示例实施例中，初始电压VI可对应于超级电容器组的总电压(例如，图8的VTOTAL)。备选地和/或另外地，数据可指示与超级电容器组中包括的多个节段中的一个或多个节段相关联的电压(例如，图8的VS1、VS2、VS3、VS4、VS5)。在获得指示初始电压VI的数据时，测试操作前进到(606)。
在(606)处，测试操作包括将超级电容器组与充电电路分离。在示例实施例中，一个或多个控制装置可构造为生成与用于选择性地将超级电容器组联接到充电电路的开关元件(例如，图7的第二开关112)的控制操作相关联的控制动作。以此方式，超级电容器组可与充电电路分离。
在(608)处，测试操作包括将超级电容器组联接到电阻性负载达预定时间量。在示例实施例中，一个或多个控制装置可生成与用于选择性地将超级电容器组联接到电阻性负载的开关元件(例如，图7的第一开关110)的控制操作相关联的控制动作。以此方式，超级电容器组可通过开关元件联接到电阻性负载。当超级电容器组通过开关元件联接到电阻性负载时，应当认识到，超级电容器组通过电阻性负载放电。
在(610)处，测试操作包括在通过电阻性负载放电期间获得指示超级电容器组的平均放电电流IAVG的数据。在示例实施例中，一个或多个控制装置可经由一个或多个电流传感器(例如，图7的电流传感器159)获得指示平均放电电流IAVG的数据。在超级电容器组已经联接到电阻性负载达预定时间量之后，测试操作进行到(612)。
在(612)处，测试操作包括获得指示与超级电容器组相关联的最终电压VF的数据。在示例实施例中，指示最终电压VF的数据可对应于超级电容器组的总电压(例如，图8的VTOTAL)。备选地和/或另外地，指示最终电压VF的数据可对应于与包括在超级电容器组中的多个节段中的一个或多个节段相关联的电压(例如，图8的VS1、VS2、VS3、VS4、VS5)。在获得指示最终电压VF的数据时，测试操作进行到(614)。
在(614)处，测试操作包括确定超级电容器组的电容。例如，电容可指示超级电容器组的总电容CTOTAL。更确切地说，总电容可如下面的方程2中所示确定：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
其中t对应于超级电容器组联接到电阻性负载的预定时间量，IAVG对应于通过电阻性负载放电期间超级电容器组的平均放电电流，VTF对应于在(612)处获得的最终总电压，并且VTI对应于在(604)处获得的初始总电压。
备选地和/或另外地，在(614)处确定的电容可指示与包括在超级电容器组中的多个节段中的一个或多个节段相关联的电容CS。更确切地说，针对超级电容器组的节段S的电容CS可如下面的方程3中所示确定：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
其中VSF对应于针对在(612)处的节段S获得的最终电压，并且VSI对应于针对在(604)处的节段S获得的初始电压。在于(614)处确定电容(例如，CTOTAL和/或CS)之后，测试操作结束，并且一个或多个控制装置可至少部分地基于在(614)处确定的电容执行一个或多个控制动作。备选地和/或另外地，测试操作可回到(602)。
举例来说，如果在(614)处确定的总电容CTOTAL小于第一阈值(例如，与超级电容器组相关联的标称电容CNOM的约82%)，则在图9的(206)处执行的一个或多个控制动作可包括与提供指示与超级电容器组相关联的电容损失的通知或警报相关联的控制动作。在一些实施例中，通知或警报可指示需要在超级电容器组上执行维护动作(例如，修理或替换)。
作为另一示例，如果在(614)处确定的总电容CTOTAL小于第二阈值(例如，标称电容CNOM的约80%)，在(206)处执行的一个或多个控制动作可包括第一控制动作，该第一控制动作与提供指示与超级电容器组相关联的故障状况的通知相关联。更确切地说，该故障状况可对应于需要关闭风轮机的电容故障状况的损失。另外，在(206)处执行的一个或多个控制动作可包括与关闭风轮机相关联的第二控制动作。
作为又另一示例，如果在(614)处，针对超级电容器组的多个节段中的一个或多个节段确定的电容小于标称电容的约20%，在(206)处形成的一个或多个控制动作可包括与提供指示与超级电容器组相关联的故障状况的通知相关联的第一控制动作。更确切地说，该故障状况可对应于需要关闭风轮机的电容故障状况的损失。另外，在(206)处执行的一个或多个控制动作可包括与关闭风轮机相关联的第二控制动作。
本书面描述使用了示例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则期望此类其它示例在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于监测构造为向风轮机中的变桨系统的交流(AC)变桨电动机供电的超级电容器组的方法(200)，所述超级电容器包括多个节段，所述多个节段中的每个节段包括一个或多个超级电容器，所述方法包括：
(202)由一个或多个控制装置获得指示与所述超级电容器相关联的电压的数据；
(204)由所述一个或多个控制装置以预定的时间间隔进行所述超级电容器的测试操作，以确定与所述超级电容器相关联的电容；以及
(206)由所述一个或多个控制装置，至少部分地基于所述电容或指示所述电压的数据执行一个或多个控制动作。
2.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，指示所述电压的所述数据包括指示穿过所述超级电容器的总电压的数据。
3.根据权利要求2所述的方法(402,404)，其中，当所述总电压小于指示操作所述AC变桨电动机所需的电压的第一阈值电压时，基于所述总电压执行一个或多个控制动作包括执行第一控制动作和第二控制动作中的至少一个，所述第一控制动作与提供指示与所述超级电容器相关联的故障状况的通知相关联，所述第二控制动作与关闭所述风轮机相关联。
4.根据权利要求3所述的方法(406,408)，其中，当所述总电压大于所述第一阈值电压但小于指示所述超级电容器充满电的第二阈值电压时，基于所述总电压执行一个或多个控制动作包括执行与将所述超级电容器联接到充电电路以对所述超级电容器充电相关联的控制动作。
5.根据权利要求2所述的方法(200)，其中，当所述总电压大于指示针对所述超级电容器的设计电压的阈值电压时，基于所述总电压执行一个或多个控制动作包括执行第一控制动作和第二控制动作中的至少一个，所述第一控制动作与提供指示与所述超级电容器相关联的故障状况的通知相关联，所述第二控制动作与关闭所述风轮机相关联。
6.根据权利要求2所述的方法(206)，其中，指示所述电压的数据还包括指示与所述超级电容器的所述多个节段中的一个或多个节段相关联的电压的数据。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法还包括：
(504)由所述一个或多个控制装置至少部分地基于包括在所述超级电容器中的节段数量和所述超级电容器的总电压确定参考电压；以及
(506)由所述一个或多个控制装置确定与所述多个节段中的一个或多个节段相关联的所述电压是否与所述参考电压相差超过所述预定量。
8.根据权利要求7所述的方法(508)，其中，当与所述多个节段中的一个或多个节段相关联的所述电压与所述参考电压相差超过所述预定量时，基于与所述多个节段中的每个节段相关联的所述电压执行一个或多个控制动作包括执行与提供指示与所述超级电容器相关联的故障状况的通知相关联的控制动作。
9.根据权利要求1所述的方法(204)，其中，进行所述超级电容器的测试操作包括：
(302)将所述超级电容器联接到充电电路，以将所述超级电容器充电到充电电压，所述充电电压比所述超级电容器的标称电压大预定量；
(304)响应于将所述超级电容器充电到所述充电电压，将所述超级电容器联接到电阻性负载，使得所述超级电容器通过所述负载放电；
(306,308)由所述一个或多个控制装置在通过所述负载放电期间获得数据，所述数据指示所述超级电容器的放电速率和所述超级电容器的放电电流中的至少一个；以及
(314)由所述一个或多个控制装置至少部分地基于在通过所述负载放电期间获得的所述数据确定与所述超级电容器相关联的所述电容。
10.根据权利要求9所述的方法(310)，还包括：由所述一个或多个控制装置确定，通过所述负载使所述超级电容器放电是否在将所述超级电容器联接到所述负载之后的所述预定时间量内将所述超级电容器的电压降低到所述标称电压。
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