CN219041458U - 一种海上风力发电机组的后备电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海上风力发电机组的后备电源系统，包括：柴油发电机，作为风力发电机组的后备电源，为机组在电网失电的情况下进行供电；柴发控制器，用于执行柴油发电机的启停控制和柴油发电机状态信息的远程遥信遥控；双电源开关，用于切换电源供电方式，其设置两个挡位，分别是电网供电挡位和柴发供电挡位；其中，柴油发电机与双电源开关相连接，双电源开关通过辅助变压器与电网相连接，双电源开关与风力发电机组的辅电系统相连接，辅电系统与风力发电机组的主控制器相连接，主控制器与柴发控制器相连接，柴发控制器与柴油发电机相连接。本实用新型可有效提高后备电源的可靠性以及使用效率。

Description

一种海上风力发电机组的后备电源系统

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电的技术领域，尤其是指一种海上风力发电机组的后备电源系统。

背景技术

随着海上风力发电机组的单机容量越来越大，塔筒高度和叶轮直径也随之变大。但安装在海洋区域的风力发电机组可能会遭遇台风，台风会对机组叶片、刹车系统机舱、塔筒等造成巨大载荷压力，严重时会导致叶片折断、塔筒失效等情况；其次，风力发电机组属于旋转机械，因断电长期停止工作也会导致内部转动部件因得不到及时润滑而损坏。如果增加一定的抗台风结构部件还会导致成本大幅增加。所以海上风电场中的每台风力发电机组均配置有一个固定于海上平台上的柴油发电机作后备电源,用于台风情况下电网失电时为风力发电机组的控制系统和偏航系统供电。

但现有的柴油发电机后备电源系统可靠性低且对后备电源的利用效率不高。针对已上问题，本实用新型设计了一种海上风力发电机组的后备电源系统，以解决现有技术中柴油发电机后备电源可靠性不高、使用效率低的技术性问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种海上风力发电机组的后备电源系统，可提高后备电源的可靠性以及使用效率。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种海上风力发电机组的后备电源系统，包括：

柴油发电机，作为风力发电机组的后备电源，为机组在电网失电的情况下进行供电；

柴发控制器，用于执行柴油发电机的启停控制和柴油发电机状态信息的远程遥信遥控；

双电源开关，用于切换电源供电方式，其设置两个挡位，分别是电网供电挡位和柴发供电挡位；

其中，所述柴油发电机与双电源开关相连接，所述双电源开关通过辅助变压器与电网相连接，所述双电源开关与风力发电机组的辅电系统相连接，所述辅电系统与风力发电机组的主控制器相连接，所述主控制器与柴发控制器相连接，所述柴发控制器与柴油发电机相连接。

进一步，所述柴发控制器集成有北斗控制器，用于通过北斗卫星远程通讯方式远程控制柴油发电机启停。

进一步，所述双电源开关为ATS双电源开关。

进一步，所述主控制器为IPC427。

进一步，所述柴油发电机与双电源开关之间、双电源开关与辅助变压器之间及双电源开关与辅电系统之间均通过400VAC动力线缆连接。

进一步，所述辅电系统与主控制器之间、主控制器与柴发控制器之间及柴发控制器与柴油发电机之间均通过24V开关量信号线连接。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、电网失电时能够实现电网和柴油发电机(简称柴发)之间的电源切换，保障机组在台风期间能够自动偏航，降低机组所受载荷。

2、通过定时启动柴油发电机(简称柴发)，为主控及相关电气部件供电，能够满足机组未上电时对关键旋转部件(比如齿轮箱、主轴承和发电机轴承等)打脂和加油的保养需求，降低机组故障率并减少人员出海。

附图说明

图1为本实用新型所述后备电源系统的架构图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，本实施例公开了一种海上风力发电机组的后备电源系统，包括：

柴油发电机1(简称柴发)，作为风力发电机组的后备电源，为机组在电网失电的情况下进行供电；

柴发控制器2，用于执行柴油发电机1的启停控制和柴油发电机1状态信息的远程遥信遥控；

双电源开关3(优选ATS，可自动判断电网是否掉电)，用于切换电源供电方式，其设置两个挡位，分别是电网供电挡位和柴发供电挡位，双电源开关3优先选择电网供电挡位，电网掉电且柴发正常启动后自动切换至柴发供电挡位；

其中，所述柴油发电机1与双电源开关3通过400VAC动力线缆相连接，所述双电源开关3通过辅助变压器4与电网5相连接，所述双电源开关3与辅助变压器4之间通过400VAC动力线缆相连接，所述双电源开关3与风力发电机组的辅电系统6通过400VAC动力线缆相连接，所述辅电系统6与风力发电机组的主控制器7(简称主控，优选IPC427)通过24V开关量信号线相连接，所述主控制器7与柴发控制器2通过24V开关量信号线相连接，所述柴发控制器2与柴油发电机1通过24V开关量信号线相连接。

优选的，所述柴发控制器2集成有北斗控制器8，可通过北斗卫星远程通讯方式远程控制柴油发电机1启停。

台风期间，海缆故障、线路中断等电网故障，后备电源能满足给控制系统及安防设备和偏航系统供电，确保机组能够持续对风降低有效载荷；当主控检测到电网三项电，任意一项电压低于320V持续1秒，进入电网掉电状态；根据风速仪测量风速平均风速＞30m/s，进入台风模式；同时满足台风模式与电网掉电模式，既可以下发柴发启机指令，退出台风模式或退出电网掉电模式，下发柴发停机指令；为防止柴发启动失效，当检测柴发启机指令已下发，但柴发没有正常启动，循环下发柴发启机指令；为防止双电源开关不能自动启切换时，当检测到双电源开关不能正常启动时，主控下发挡位切换指令；总之，台风工况下，机组的主控判断电网是否失电，在失电情况下主控远程下发启动柴发的指令，柴发侧成功启动并带电后，双电源开关由电网侧打至柴发一侧(双电源开关未成功切换主控亦可下发强制切换指令)，此时后备电源系统启动成功。

若台风模式已退出，主控下发柴发关机指令，待电网侧上电，双电源开关自动切换至电网一侧。

在风场长时间失电情况下，出于机组运维需求，比如齿轮箱、主轴承和发电机轴承需要加油和打脂，在风场失电的两小时内可给柴发下发定时启动指令，亦可通过北斗卫星远程通讯方式远程启机，为主控及相关电气部件供电。

无论电网是否有电，出于对柴油发电机的运维需求，可以每隔15天柴发设置自启一次，以给自身电瓶充电。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种海上风力发电机组的后备电源系统，其特征在于，包括：

柴油发电机，作为风力发电机组的后备电源，为机组在电网失电的情况下进行供电；

柴发控制器，用于执行柴油发电机的启停控制和柴油发电机状态信息的远程遥信遥控；

双电源开关，用于切换电源供电方式，其设置两个挡位，分别是电网供电挡位和柴发供电挡位；

其中，所述柴油发电机与双电源开关相连接，所述双电源开关通过辅助变压器与电网相连接，所述双电源开关与风力发电机组的辅电系统相连接，所述辅电系统与风力发电机组的主控制器相连接，所述主控制器与柴发控制器相连接，所述柴发控制器与柴油发电机相连接；所述柴发控制器集成有北斗控制器，用于通过北斗卫星远程通讯方式远程控制柴油发电机启停。

2.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机组的后备电源系统，其特征在于：所述双电源开关为ATS双电源开关。

3.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机组的后备电源系统，其特征在于：所述主控制器为IPC427。

4.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机组的后备电源系统，其特征在于：所述柴油发电机与双电源开关之间、双电源开关与辅助变压器之间及双电源开关与辅电系统之间均通过400VAC动力线缆连接。

5.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机组的后备电源系统，其特征在于：所述辅电系统与主控制器之间、主控制器与柴发控制器之间及柴发控制器与柴油发电机之间均通过24V开关量信号线连接。

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