CN203522313U - 一种风电机组变桨***后备电源及应用其的变桨*** - Google Patents

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杨建锋
朱宁
丁宛超
潘磊
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Guodian United Power Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种风电机组变桨***后备电源，即采用超级电容。超级电容具有易监测、环境适应性好、寿命长、充电时间短、维护少、体积小等优点，适合于风电机组变桨***后备电源。本实用新型采用超级电容取代原有风电机组变桨***蓄电池后备电源，可提高变桨***的可靠性和稳定性。

Description

一种风电机组变桨***后备电源及应用其的变桨***
技术领域
本实用新型涉及风电技术领域，特别是涉及一种风电机组变桨***后备电源及应用其的变桨***。
背景技术
目前，风力发电是新能源发电振兴的重点，而风电机组的变桨***离不开后备电源，它是保障风机安全顺桨的关键。随着风电装机容量的增加，后备电源使用量也会逐年增多，安全问题也日益凸显。
风电变桨***中，密封阀控式铅酸蓄电池（简称蓄电池）是应用广泛的后备电源储能设备。在风电运行现场的环境条件下，变桨***用蓄电池的故障多、寿命短、充电时间长、体积大、更换成本高（更换周期约24个月），在风机的寿命周期中，蓄电池更换费用占变桨维护费用一半以上，无论从经济效益还是***运行的可靠性角度，蓄电池后备电源都成为了变桨***中十分薄弱的环节。这种现象是因为：第一、恶劣的环境缩短了蓄电池寿命；第二、蓄电池需要经常维护，而风电现场比较偏远，较难实现。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种寿命长、维护少的风电机组变桨***后备电源，从而克服传统铅酸蓄电池后备电源故障高、维护难的不足。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种风电机组变桨***后备电源，所述后备电源采用超级电容。
进一步地，所述风电机组为1.5MW双馈式风电机组，所述超级电容采用两组电容并联，其中每组采用15个单片电容串联，所述每个单片电容的容值为58F，额定电压为16V。
本实用新型的另一个目的是提供采用上述后备电源的风电机组变桨***。
由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：
超级电容具有易监测、环境适应性好、寿命长、充电时间短、维护少、体积小等优点，适合应用于风电机组变桨***后备电源。本实用新型采用超级电容取代原有风电机组变桨***蓄电池后备电源，可提高变桨***的可靠性和稳定性。
附图说明
上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型的风电机组变桨***后备电源结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种风电机组变桨***后备电源，即采用超级电容。
对于1.5MW双馈式风电机组，其变桨***后备电源原先采用铅酸蓄电池后备电源，利用超级电容替代原有蓄电池，可在不改变原有蓄电池的柜体及监测***的情况下，进行改造升级，对原有***不造成任何影响，且选型方便，成组简单。
如图1所示，本实用新型中的电容选型：采用单片小电容，容值58F，额定电压16VDC。共使用30个。从表1可以看出，选型满足变桨需求。
表1改造前后参数对比
技术参数 原有蓄电池参数 改造电容参数
单块额定电压 12V 16V
容量 7.2Ah 58F
成组额定电压 216V 240
1、采用每组15个电容串联之后，两组并联。综合后的电容C=58F/15*2=7.73F，电压U=16V*15=240V，满足顺桨电压需求。
2、能量计算：电容容值C=58F/15*2=7.73F，电压工作区间230V～120V。能量Q=C*(Ut 2-U0 2)/2=7.73*(2302-1202)/2J=148802J。
3、结果测试：
（a）如表2所示，负载20Nm力矩下，从0°不定速顺桨到90°，电压从230V跌落至139V，顺桨时间大约16s，消耗能量占可用能量的比例为：(2302-1392)/(2302-1202)*100%=87%。
表220Nm力矩下电压跌落和角度变化记录表
顺桨时间（s） 顺桨角度(°) 实际电压（V） 顺桨速度（°/s）
0 0 230 6.85
5 38.98 190 6.01
10 66.65 165 5.14
15 88.84 143 4.31
20 107.96 119 3.43
（b）负载15Nm力矩下，从0°不定速顺桨到90°，电压从230V跌落至152V，顺桨时间大约15s，消耗能量占可用能量的比例为：(2302-1522)/(2302-602)*100%=29796/49300=60.4%。
4、可行性总结
选择的7.73F的电容组合在20Nm力矩下能够完成约1.5次顺桨，15Nm时能够完成约1.89次顺桨。从选型功率角度分析，能够满足替换能量要求。通过测试验证，证实改造后的新***满足风电机组变桨功率需求。
由于采用以上技术方案，本实用新型的风电机组变桨***后备电源，克服了采用传统铅酸蓄电池后备电源时故障高、维护难的不足。采用上述后备电源的风电机组变桨***，可靠性和稳定性都大大提高。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型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，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种风电机组变桨***后备电源，其特征在于，所述风电机组为1.5MW双馈式风电机组，所述后备电源采用超级电容，所述超级电容采用两组电容并联，其中每组采用15个单片电容串联，所述每个单片电容的容值为58F，额定电压为16V。 
2.一种风电机组变桨***，其特征在于，所述变桨***采用权利要求1所述的后备电源。 
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022178242A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 Richardson Electronics, Ltd. Ultracapacitor pitch energy module
US11624348B2 (en) 2021-02-19 2023-04-11 Richardson Electronics, Ltd. Ultracapacitor pitch energy module

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WO2022178242A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 Richardson Electronics, Ltd. Ultracapacitor pitch energy module
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