CN201247964Y - 变桨距系统电源 - Google Patents

变桨距系统电源 Download PDF

Info

Publication number
CN201247964Y
CN201247964Y CNU2008200789489U CN200820078948U CN201247964Y CN 201247964 Y CN201247964 Y CN 201247964Y CN U2008200789489 U CNU2008200789489 U CN U2008200789489U CN 200820078948 U CN200820078948 U CN 200820078948U CN 201247964 Y CN201247964 Y CN 201247964Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
servo
driver
pitch
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNU2008200789489U
Other languages
English (en)
Inventor
贾利民
雷涛
王子洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Nego Automation Technology Co., Ltd.
Original Assignee
BEIJING NEGO AUTOMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING NEGO AUTOMATION TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical BEIJING NEGO AUTOMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CNU2008200789489U priority Critical patent/CN201247964Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201247964Y publication Critical patent/CN201247964Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种用于风力发电机组的变桨距系统电源装置，它含有充电机、储能装置、切换装置、伺服驱动器、伺服电机。其中充电机、储能装置、切换装置顺次串联。储能装置作为变桨距系统的备用电源，可以由蓄电池或超级电容构成，结合切换装置，用于在三相交流380V电源失电情况下继续为变桨距系统的工作提供电源。在三相交流380V电源正常时，伺服驱动器直接通过交流电源供电进行工作，储能装置仅在交流电源失电情况下，经由切换装置为伺服驱动器供电，所以充电机仅完成为储能装置充电的功能，因此充电机的功率可远小于伺服驱动器。所述伺服驱动器连接伺服电机，实现变桨距控制功能。本实用新型的变桨距系统电源装置工作效率高、可靠性高，备用电源在三相380V交流电源失电情况下能够自动切换工作，可以满足实际风电机组对变桨距系统电源装置的工作要求。

Description

变桨距系统电源
技术领域
本实用新型涉及一种变桨距系统电源装置，特别涉及风力发电机组变桨距系统电源装置。
背景技术
变桨距风力发电机组可以通过变桨距系统调节风机桨叶的桨距角，优化风机的出力，改善风机的输出功率特性，并在机组出现故障等情况时，由变桨距系统实现顺桨后利用整个叶片气动刹车，使风机停机，极大的提高了风机的安全性能。同时，变桨距技术还使风机桨叶的叶片较薄、重量减小，从而减小了风力发电机的转动惯量，易于设计为大型发电机组。对于使用电气执行机构的变桨距系统，为保证在电网失电等意外情况下，变桨距系统仍然可以安全工作，完成叶片的可靠顺桨，目前风力发电机组的变桨距系统都使用储能装置作为备用电源，在电网失电等情况下，为变桨距系统供电，使叶片到达顺桨位置，保证机组安全。在现有技术中，主要使用整流器同时为储能装置和逆变器供电，逆变器驱动电机实现变桨，其缺点是，整流器既作为储能装置的充电机又作为逆变器的供电电源，额定功率大、生产成本高，另外这种输入电源经过整流器和逆变器两级变换后驱动电机的方案降低了变桨距系统的效率和可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可以降低风力发电变桨距系统电源装置成本，提高系统效率及可靠性的设计方案。它将变桨距系统中的伺服驱动器设计为交-直流输入型。在电网电压正常情况下，由交流输入电源为伺服驱动器供电，当电网失电等情况下，储能装置通过闭合后的切换转置作为直流备用电源为伺服驱动器供电。这样充电机只完成为储能装置充电的功能，从而可以大大降低充电机的额定功率，降低了系统的生产成本。这种输入电源经过伺服驱动器的单级变换后直接驱动伺服电机的方案提高了变桨距系统的效率和可靠性。
本实用新型包括：充电机、储能装置、切换装置、伺服驱动器、伺服电机，其中充电机、储能装置、切换装置、伺服驱动器依次连接，充电机的输入为三相/单相交流供电电源，伺服驱动器的输入有两路，在电源正常时，直接通过电源供电输入，在电源失电情况下，由切换装置的输出作为伺服驱动器的供电输入。伺服驱动器的输出连接伺服电机，实现变桨距控制功能。
所述充电机采用AC/DC或DC/DC变换技术为储能装置充电。
所述充电机的供电电源输入是三相交流380V或单相交流220V，输出电压为10伏到900伏，功率为100瓦到9000瓦。
所述储能装置作为变桨距系统的备用电源，可以是蓄电池、电容或蓄电池与电容并联的组合，电容容量可从1法拉到900法拉，电池容量可从1安时到900百安时，电池或电容的额定电压可从10伏到900伏。
所述切换装置通过检测电源是否正常，决定是否采用备用电源为伺服驱动器供电。在电源正常时，切换装置断开；在电源失电情况下，切换装置闭合，其输出作为伺服驱动器的供电输入。切换装置可根据工作电压、工作电流等要求选用合适的开关器件，如接触器、半导体器件或接触器与半导体器件串联的组合，且不限制串联的数目。
所述伺服电机可以采用直流伺服电机或交流伺服电机，其工作电压为10伏到900伏，工作电流为1安培到500安培。
所述伺服驱动器可根据伺服电机类型的不同，采用直流伺服驱动器或交流伺服驱动器。
附图说明
图1为本实用新型的主电路结构框图；
图2为使用二极管作为切换装置的电路拓扑图；
图2中，1、电容，2、二极管，3、伺服驱动器。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型的实施例由以下器件及电路组成：充电机、储能装置、切换装置、伺服驱动器依次连接，且伺服驱动器的输入同时与供电电源相连，伺服驱动器的输出连接伺服电机。其中储能装置采用电容1，切换装置采用单个二极管2。其中充电机的输入为三相交流380V(也可为220V)供电电源，充电机的输出正极接电容1的正极，充电机的输出负极接电容1的负极。电容1的正极输出接二极管2的阳极，二极管2的阴极和电容1的负极输出分别接于伺服驱动器的直流输入端的正极和负极上。
在三相交流380V输入电压正常的情况下，供电电源经充电机为电容1充电，同时为伺服驱动器提供交流供电电源。由于伺服驱动器内部整流电路将三相交流380V输入电压整流产生的直流电压高于电容1两端的电压，因此二极管2处于截止状态。三相交流380V输入电压输入伺服驱动器驱动伺服电机经过变桨距执行机构带动风机叶片旋转，实现变桨距功能。
在三相交流380V输入电压失电或故障的情况下，伺服驱动器内部整流电路产生的直流电压小于电容1两端电压时，二极管2自动导通，电容1作为备用电源经过二极管2为伺服驱动器提供供电电源。电容1储存的能量输入伺服驱动器驱动伺服电机经过变桨距执行机构带动风机叶片旋转，叶片到达顺桨位置后，伺服电机停止转动，电源装置的工作结束。
在上述实施例中，电容1也可以换为蓄电池、蓄电池与电容并联，二极管也可以换为接触器、接触器与半导体器件串联。

Claims (7)

1、一种用于风力发电机组的变桨距系统电源，包括充电机、储能装置、切换装置、伺服驱动器、伺服电机，其特征是，充电机的输入为三相/单相交流供电电源，充电机的输出接储能装置的输入，储能装置的输出接切换装置的输入，切换装置的输出接伺服控制器，伺服驱动器的输入有两路，在三相交流380V电源正常时，直接通过交流电源供电输入，在交流电源失电情况下，由切换装置的输出作为伺服驱动器的供电输入，伺服驱动器的输出连接伺服电机。
2、如权利要求1所述的变桨距系统电源，其特征在于，所述充电机的供电电源输入可以是三相交流380V或单相交流220V，输出电压为10伏到900伏，功率为100瓦到9000瓦。
3、如权利要求1所述的变桨距系统电源，其特征在于，所述充电机可以小于伺服驱动器的功率。
4、如权利要求1所述的变桨距系统电源，其特征在于，所述储能装置作为变桨距系统的备用电源，可以是蓄电池、超级电容或蓄电池与超级电容并联的组合。
5、如权利要求4所述的变桨距系统电源，其特征在于，所述蓄电池的电池容量可从几安时到几百安时，所述超级电容的电容容量可从1法拉到900法拉，所述蓄电池或超级电容的额定电压可从10伏到900伏。
6、如权利要求1所述的变桨距系统电源，其特征在于，所述伺服电机可以采用直流伺服电机或交流伺服电机，其工作电压为10伏到900伏，工作电流为1安培到500安培，功率为1千瓦到90千瓦。
7、如权利要求1所述的变桨距系统电源，其特征在于，所述伺服驱动器可根据伺服电机类型的不同，采用直流伺服驱动器或交流伺服驱动器，其输出电压为10伏到900伏，工作电流为1安培到500安培，功率为1千瓦到90千瓦。
CNU2008200789489U 2009-01-08 2009-01-08 变桨距系统电源 Expired - Lifetime CN201247964Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2008200789489U CN201247964Y (zh) 2009-01-08 2009-01-08 变桨距系统电源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2008200789489U CN201247964Y (zh) 2009-01-08 2009-01-08 变桨距系统电源

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201247964Y true CN201247964Y (zh) 2009-05-27

Family

ID=40731790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNU2008200789489U Expired - Lifetime CN201247964Y (zh) 2009-01-08 2009-01-08 变桨距系统电源

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201247964Y (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102022260A (zh) * 2010-11-24 2011-04-20 南京飓能电控自动化设备制造有限公司 基于超级电容的冗余电变桨系统
CN102042167A (zh) * 2010-12-15 2011-05-04 北京金风科创风电设备有限公司 一种变桨装置及风力发电机
CN102606400A (zh) * 2012-04-16 2012-07-25 上海致远绿色能源有限公司 永磁变桨风力发电机组失电顺桨控制系统
CN102678467A (zh) * 2012-05-28 2012-09-19 哈尔滨工程大学 一种变桨距垂直轴风力机
CN102097993B (zh) * 2009-12-15 2012-10-17 苏州能健电气有限公司 风力发电变桨系统互锁装置
CN102859185A (zh) * 2010-05-05 2013-01-02 罗伯特·博世有限公司 转子叶片调节装置
CN103207373A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 华锐风电科技(集团)股份有限公司 风电机组变桨系统后备电源的测试系统和测试方法
CN103511182A (zh) * 2013-01-17 2014-01-15 成都阜特科技股份有限公司 一种风力发电机组直流变桨距控制系统
CN104460656A (zh) * 2014-11-13 2015-03-25 湖南世优电气股份有限公司 一种风力发电机组变桨距控制系统综合测试平台及其测试方法
CN104747373A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 通用电气公司 用于保护风力涡轮机电池备用变桨控制系统的系统和方法
CN109958587A (zh) * 2017-12-25 2019-07-02 江苏金风科技有限公司 海上风力发电机组的除湿设备的电控装置和系统
CN111656008A (zh) * 2018-01-31 2020-09-11 西门子歌美飒可再生能源公司 用于控制风力涡轮机叶片的桨距角的方法
CN111706465A (zh) * 2020-06-08 2020-09-25 北京工业大学 一种风力发电机电能储备及停机颤振防护系统
CN112290666A (zh) * 2020-11-16 2021-01-29 湖南世优电气股份有限公司 变桨系统
CN113236490A (zh) * 2021-05-21 2021-08-10 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种基于储能风电机组极限载荷控制方法、介质和设备

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102097993B (zh) * 2009-12-15 2012-10-17 苏州能健电气有限公司 风力发电变桨系统互锁装置
CN102859185A (zh) * 2010-05-05 2013-01-02 罗伯特·博世有限公司 转子叶片调节装置
CN102022260B (zh) * 2010-11-24 2012-08-01 南京飓能电控自动化设备制造有限公司 基于超级电容的冗余电变桨系统
CN102022260A (zh) * 2010-11-24 2011-04-20 南京飓能电控自动化设备制造有限公司 基于超级电容的冗余电变桨系统
CN102042167A (zh) * 2010-12-15 2011-05-04 北京金风科创风电设备有限公司 一种变桨装置及风力发电机
CN103207373A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 华锐风电科技(集团)股份有限公司 风电机组变桨系统后备电源的测试系统和测试方法
CN103207373B (zh) * 2012-01-16 2015-11-25 华锐风电科技(集团)股份有限公司 风电机组变桨系统后备电源的测试系统和测试方法
CN102606400A (zh) * 2012-04-16 2012-07-25 上海致远绿色能源有限公司 永磁变桨风力发电机组失电顺桨控制系统
CN102678467A (zh) * 2012-05-28 2012-09-19 哈尔滨工程大学 一种变桨距垂直轴风力机
CN102678467B (zh) * 2012-05-28 2013-11-20 哈尔滨工程大学 一种变桨距垂直轴风力机
CN103511182B (zh) * 2013-01-17 2016-07-06 成都阜特科技股份有限公司 一种风力发电机组直流变桨距控制系统
CN103511182A (zh) * 2013-01-17 2014-01-15 成都阜特科技股份有限公司 一种风力发电机组直流变桨距控制系统
CN104747373A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 通用电气公司 用于保护风力涡轮机电池备用变桨控制系统的系统和方法
CN104460656A (zh) * 2014-11-13 2015-03-25 湖南世优电气股份有限公司 一种风力发电机组变桨距控制系统综合测试平台及其测试方法
CN109958587A (zh) * 2017-12-25 2019-07-02 江苏金风科技有限公司 海上风力发电机组的除湿设备的电控装置和系统
CN111656008A (zh) * 2018-01-31 2020-09-11 西门子歌美飒可再生能源公司 用于控制风力涡轮机叶片的桨距角的方法
CN111656008B (zh) * 2018-01-31 2023-07-25 西门子歌美飒可再生能源公司 用于控制风力涡轮机叶片的桨距角的方法
CN111706465A (zh) * 2020-06-08 2020-09-25 北京工业大学 一种风力发电机电能储备及停机颤振防护系统
CN111706465B (zh) * 2020-06-08 2022-06-24 北京工业大学 一种风力发电机电能储备及停机颤振防护系统
CN112290666A (zh) * 2020-11-16 2021-01-29 湖南世优电气股份有限公司 变桨系统
CN113236490A (zh) * 2021-05-21 2021-08-10 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种基于储能风电机组极限载荷控制方法、介质和设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12525817B2 (en) Standby power supply and method for operating same
CN102510089B (zh) 风光储微网系统
CN102005817B (zh) 基于微电网的不间断电源装置及其调度控制方法
CN201328023Y (zh) 用于风力发电机组电动变桨系统的后备电源
US20120056425A1 (en) Stand alone operation system for use with utility grade synchronous wind turbine generators
CN106961150B (zh) 复合储能电池的控制方法及系统
CN102710005A (zh) 并离网两用风光互补发电系统供电方法
CN103457313B (zh) 风光通用型新能源智能控制系统及其控制方法
CN102709945A (zh) 一种鼠笼发电机直驱式可储能风力发电系统
CN104242790A (zh) 一种风光互补发电系统
CN103166220B (zh) 一种离网式斯特林供电系统结构及控制方法
CN105763114B (zh) 一种双绕组异步电机交直流起动发电系统的控制方法
CN102013727A (zh) 风力发电变桨系统内置不间断电源
CN112615396A (zh) 一种屋顶光储型风电场黑启动系统
CN101550906A (zh) 直流电机变桨距系统及其控制方法
CN101841169A (zh) 一种用于风力发电的能量管理系统
CN104300565A (zh) 一种变桨系统和变桨系统供电方法
CN205248900U (zh) 一种风力发电机组变桨距系统不间断控制电源
CN111446736B (zh) 一种风电机组控制系统逆变应急电源装置
CN212136603U (zh) 一种氢燃料电池发电系统过载保护装置
CN201398096Y (zh) 直流电机变桨距系统
CN109873487B (zh) 一种用于三相三电平vienna整流器的主从备份方法
CN203151093U (zh) 一种离网式斯特林供电系统结构
CN202218168U (zh) 交流驱动器
CN112124549A (zh) 一种基于永磁同步发电的混合动力船舶直流组网电力推进系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 100081 Beijing city Haidian District Daliushu Fuhai international port 801

Patentee after: Beijing Nego Automation Technology Co., Ltd.

Address before: 100089 Beijing city Haidian District North wa West Yee Jiayuan No. 18 - two storey commercial building

Patentee before: Beijing Nego Automation Technology Co., Ltd.

C56 Change in the name or address of the patentee
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 100081 Beijing city Haidian District Daliushu Fuhai international port 801

Patentee after: Beijing Nego Automation Technology Co., Ltd.

Address before: 100081 Beijing city Haidian District Daliushu Fuhai international port 801

Patentee before: Beijing Nego Automation Technology Co., Ltd.

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of utility model: Power supply for variable pitch system

Effective date of registration: 20111228

Granted publication date: 20090527

Pledgee: Zhongguancun Beijing science and technology Company limited by guarantee

Pledgor: Beijing Nego Automation Technology Co., Ltd.

Registration number: 2011990000518

DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Liu Nana

Document name: Notification of Passing Examination on Formalities

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20121211

Granted publication date: 20090527

Pledgee: Zhongguancun Beijing science and technology Company limited by guarantee

Pledgor: Beijing Nego Automation Technology Co., Ltd.

Registration number: 2011990000518

PLDC Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of utility model: Power supply for variable pitch system

Effective date of registration: 20130105

Granted publication date: 20090527

Pledgee: Zhongguancun Beijing science and technology Company limited by guarantee

Pledgor: Beijing Nego Automation Technology Co., Ltd.

Registration number: 2013990000005

PLDC Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20131107

Granted publication date: 20090527

Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee

Pledgor: Beijing Nego Automation Technology Co., Ltd.

Registration number: 2013990000005

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of utility model: Power supply for variable pitch system

Effective date of registration: 20131107

Granted publication date: 20090527

Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee

Pledgor: Beijing Nego Automation Technology Co., Ltd.

Registration number: 2013990000828

PLDC Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model
PM01 Change of the registration of the contract for pledge of patent right

Change date: 20131107

Registration number: 2013990000005

Pledgee after: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee

Pledgee before: Zhongguancun Beijing science and technology Company limited by guarantee

CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20090527