兆瓦级风力发电机组变桨***电池自动测试方法及***
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域,特别是涉及一种兆瓦级风力发电机组变桨***电池自动测试方法及***。
背景技术
兆瓦级风力发电机组变桨***一般配有三个电池柜,每个柜子内包含三组电池,每组电池六节,为阀控式铅蓄电池。单节电池额定电压12V,每组额定电压72V,柜内三组电池通过短接端子连接,每个柜子额定电压为216V。变桨***电池是风电机组非常重要的组成,它是整个***的后备电源,在风电机组安全链断开或者电网断电的情况下,使用电池实现紧急顺桨功能,电池驱动变桨电机,将桨叶收回到安全位置,保证了整个***的安全性和可靠性。
铅蓄电池性能除了受本身特性的影响外,还会受诸如使用的环境温度等各种因素的影响,上述原因可能导致铅蓄电池的性能下降,甚至失效,从而对整个机组的安全性和可靠性产生严重的影响。
由于铅蓄电池本身的特性,通过测试铅蓄电池的电压的方式无法完全反映电池的实际状况,而现有的变桨***均是采用此方式来监控电池容量,本身存在不足。测试铅蓄电池内阻的方式比较准确,但需要使用专门的内阻测试仪,定期对单节电池逐个进行测试,耗时费力,也无法实时监控电池的状态。
上述的对电池电容测量的方法,显然存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。如何能创设一种准确、方便、定期测量电池容量的测试方法,实属当前重要研发课题之一。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种兆瓦级风力发电机组变桨***电池自动测试方法及***,当安全链断开或者机组断电需要使用电池顺桨时,可避免出现因电池无足够容量导致机组出现飞车的情况,从而克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题,本发明一种兆瓦级风力发电机组变桨***电池自动测试方法,包括启动模式下的电池测试以及并网模式下的电池测试,其中:风力发电机组在启动模式下主要采用主电开桨,并在80°到50°的开桨期间进行电池测试,电池测试期间变桨***采用电池供电;风力发电机组在并网模式下主要采用主电供电,并网模式下的电池测试是在电池供电期间,由主控***控制变桨***从0°顺桨到5°,再从5°开桨到0°;在所述电池测试期间,如电池出现故障,则使用主电进行顺桨。
作为本发明的进一步改进,在所述的风力发电机组在并网模式下,24小时内至少进行一次电池测试。
在所述的风力发电机组在并网模式下,每隔6小时进行以下步骤:将变桨***从主电切换到电池供电,并判断当前桨叶角度是否保持在0°;如果当前桨叶角度未保持在0°,变桨***从电池切换到主电供电,计数器重新计数;如果当前桨叶角度保持在0°,则计数器加1,并判断计数器的计数是否达到4次,如果计数器计数未达4次,变桨***从电池切换到主电供电,如果计数器计数达到4次,进行所述并网模式下的电池测试,之后变桨***从电池切换到主电供电,计数器重新计数。
所述计数器计数未达4次时,变桨***10秒后从电池切换到主电供电。
所述的并网模式下的电池测试中,变桨***从0°到5°的顺桨过程,以及从5°到0°的开桨过程,各用时5秒。
此外,本发明还提供了一种应用上述方法的兆瓦级风力发电机组变桨***电池自动测试***,包括:控制主电给伺服驱动器供电的接触器1K1;控制电池给伺服驱动器供电的接触器1K2;以及设置在主控与变桨***之间,控制接触器1K1、1K2的供电切换位PSSB,其中,接触器1K1和1K2的常闭触点分别串联到对方的控制回路中,形成互锁。
采用上述技术方案后,本发明与现有技术比较具有以下优点:
1、风力发电机组在启动过程中,利用电池进行开桨操作,保证了电池具有足够的容量,确保电池的容量能够满足机组进行紧急顺桨的操作,避免出现使用主电启动,当安全链断开或者机组断电需要使用电池顺桨,而此时电池无足够容量导致机组出现飞车的情况。
2、风力发电机组在并网运行过程中定期自动对变桨***电池进行测试,避免出现机组在并网运行过程中出现变桨电池容量不足的情况。
3、本发明的变桨***电池测试均是机组自动完成,避免出现由于人为疏忽导致的安全隐患。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明,以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明兆瓦级风力发电机组变桨***电池自动测试方法的流程图。
图2是本发明兆瓦级风力发电机组变桨***电池自动测试***的电路组成示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示,本发明一种兆瓦级风力发电机组变桨***电池自动测试方法,包括启动模式下的电池测试以及并网模式下的电池测试。
其中,当机组在启动模式过程中,主控发给变桨***的位置指令值为80°时,主控同时发给变桨***3个轴供电切换指令,变桨***供电从主电切换到电池开桨。
在主控发给变桨***的位置指令值为50°时,主控同时发给变桨***3个轴供电切换复位指令,变桨***供电从电池切换到主电。
当机组由启动模式转为并网模式,在机组每次进入到并网模式后,每隔6小时,主控***同时发给变桨***3个轴供电***切换指令,控制3个轴从主电切换到电池,主控判断3个轴当前桨叶角度是否保持在0°,如果桨叶角度未保持在0°,10S后主控***同时发给变桨***3个轴供电***切换复位指令,控制3个轴从电池切换到主电,计数器重新计数。如果桨叶角度是保持在0°,则计数器加1,之后,判断计数器计数是否累计到达4次,如果计数器计数未累计到达4次,10S后主控***同时发给变桨***3个轴供电***切换复位指令,控制3个轴从电池切换到主电,如果计数器计数累计到达4次,主控程序在该次电池供电期间,控制变桨***3个轴桨叶5S内从0°顺桨到5°,5S内再从5°开桨到0°。随后主控***同时发给变桨***3个轴供电***切换复位指令,控制3个轴从电池切换到主电,计数器重新计数。
如果在电池测试期间,报电池类相关故障,计数器重新计数,为保证机组安全,机组优先使用主电进行顺桨。但该电池类故障在远程无法复位,需对电池进行检查后,按机舱柜上的复位按钮才可以复位。
请参阅图2所示,本发明兆瓦级风力发电机组变桨***电池自动测试***,是在主控与变桨***的Profibus通讯协议中增加一位供电切换位PSSB(powersupply switch bit),需要变桨***使用主电时,主控***将该位置0,需要变桨***使用电池供电时,主控***将该位置1。
对应的变桨***内部有两个接触器,一个是控制主电给伺服驱动器供电的1K1,一个是控制电池给伺服驱动器供电的1K2。两个接触器的常闭触点分别串联到对方的控制回路中,形成互锁。
变桨***在得到供电切换位PSSB状态后,据此来控制两个接触器的动作。供电切换位PSSB为0,变桨PLC控制主电给伺服驱动器供电的接触器1K1吸合,控制电池给伺服驱动器供电的接触器1K2断开。主电通过1K1的主触点给变桨伺服驱动供电,变桨伺服驱动器经过整流后,供给变桨直流伺服电机进行变桨操作。供电切换位PSSB为1,变桨PLC控制电池给伺服驱动器供电的接触器1K2吸合,控制主电给伺服驱动器供电的接触器1K1断开。电池通过1K2的主触点给变桨伺服驱动供电,变桨伺服驱动器将直流电供给变桨直流伺服电机进行变桨操作。
风力发电机组在启动模式下,主控***发给3个轴桨叶位置给定值为80°时,主控***将每轴对应的RS触发器的输入信号置1,RS触发器的输出信号为1并赋值给每轴对应的供电切换位PSSB,变桨***供电从主电切换到电池;主控***发给3个轴桨叶位置给定值为50°时,主控***将每轴对应的RS触发器的输入信号置0,同时触发一个复位信号,RS触发器的输出信号为0并赋值给每轴的供电切换位PSSB,变桨***供电从电池切换到主电。这样在变桨***从80°向50°开桨的过程中,使用的供电电源是电池;如果电池的容量不足,则机组无法启动,保证了风力发电机组的安全性。
风力发电机组在并网模式下,切换时间控制模块开始工作,该模块每隔6个小时,将变桨***3个轴的RS触发器输入信号置为1,该RS触发器的输出信号为1,并赋值给3个轴分别对应的供电切换位PSSB,变桨***3个轴由主电切换为电池;主控***判断此时的变桨位置给定值是否为0°,如果不是0°,说明此时正在使用电池进行变桨操作。10S后将变桨***3个轴的RS触发器输入信号置为0,同时给出复位信号,该RS触发器的输出信号为0,并赋值给3个轴分别对应的供电切换位PSSB,变桨***3个轴由电池切换为主电。因为此时已经使用了电池进行了变桨操作,计数器重新计数。如果主控***判断此时的变桨位置给定值为0°,则计数器加1。判断此时计数器计数是否累计到4次,如果没有到4次,10S后将变桨***3个轴的RS触发器输入信号置为0,同时给出复位信号,该RS触发器的输出信号为0,并赋值给3个轴分别对应的供电切换位PSSB,变桨***3个轴由电池切换为主电。如果计数器计数累计到达4次,说明连续3次电池测试期间,变桨***桨叶角度值保持在0°。为了在此次电池测试期间能够测试到电池的状态,主控***给变桨***发送位置指令,在5S内,变桨***从0°顺桨到5°,再在5S内,变桨***从5°开桨到0°,此后将变桨***3个轴的RS触发器输入信号置为0,同时给出复位信号,该RS触发器的输出信号为0,并赋值给3个轴分别对应的供电切换位PSSB,变桨***3个轴由电池切换为主电。因为此时也已经使用了电池进行了变桨操作,计数器重新计数。
风力发电机组出现故障,机组就会停机,再次启动时,也会对电池进行测试,所以机组出现故障,计数器重新计数。风力发电机组出现安全链故障,变桨***仍然使用电池进行顺桨。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰,均落在本发明的保护范围内。