風機變槳蓄電池在線監控系統的製作方法
2023-08-11 00:33:21
專利名稱：風機變槳蓄電池在線監控系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及蓄電池檢測，具體是一種風機變槳蓄電池的在線監控系統。
背景技術：
風力發電機組的變槳蓄電池作為緊急順槳的冗餘電源，在風力發電機組的變槳系統中起著至關重要的作用。然而，由於蓄電池本身的穩定性較差，在長期服役的過程中極易出現老化等現象，致使蓄電池的充電能力下降，相應的充電時間延長，放電能力不足，給風力發電機組的安全運行造成嚴重威脅。目前，對風力發電機組的蓄電池均沒有進行在線監控，不能實時了解蓄電池的電量是否充足。為了確保蓄電池能夠正常、穩定的作業，需要對蓄電池定期進行檢測，在發現蓄電池故障時予以及時維護。傳統的蓄電池檢測方法是，將變槳櫃中的所有蓄電池作為一個整體進行核對性放電，並對單體蓄電池進行電壓巡檢，以此實現蓄電池的性能評估。該方法的檢測結果雖然可靠有效，但其不能實現在線檢測，獲得實時數據，存在及時性差、工人勞動強度大、作業效率低、維護成本高等缺陷。隨著我國風電事業的迅猛發展，傳統蓄電池的檢測方法已不適用，現急需研發一種及時、高效的蓄電池在線檢測技術。
發明內容
本發明的目的在於針對上述現有技術的不足，提供一種風電變槳蓄電池在線監控系統，該系統對蓄電池整個工作過程進行在線檢測，獲得實時數據，能夠真實、準確的判斷蓄電池的電量是否充足。本發明的目的通過下述技術方案實現，一種風機變槳蓄電池在線監控系統，包括
-瞬態放電電路，用於檢測蓄電池的內阻；
-電壓測量裝置，用於測量蓄電池及瞬態放電電路的電壓；
-電流測量裝置，用於測量蓄電池的充放電電流及瞬態放電電路的電流；
-溫度測量裝置，用於測量蓄電池環境溫度；
-控制器，該控制器包括
數據採集模塊，用於採集上述測量裝置檢測到的信號數據；
瞬態放電電路自動投切控制模塊，用於控制瞬態放電電路投入或切除；
蓄電池分組循環檢測控制模塊，用於控制蓄電池分組及循環檢測順序；
蓄電池故障編碼模塊，用於將蓄電池的故障編成數碼；
欠壓、欠容停機設定值修正模塊；
信號處理模塊，用於處理信號數據，輸出控制信號，包括
處理瞬態放電電路的電流、電壓信號，運用蓄電池內阻計算模型計算出蓄電池的內阻， 結合當前溫度、電壓、內阻估算出蓄電池電量值，將該電量值與欠容停機設定值進行比較， 輸出蓄電池欠容停機控制信號；將蓄電池電壓值與欠壓停機設定值進行比較，輸出欠壓停機控制信號； 將蓄電池充電電流值與充電欠流停機設定值進行比較，輸出充電欠流停機控制信號； 將檢測到的溫度值與欠壓、欠容停機設定值所對應的基準溫度值進行比較，輸出欠壓、 欠容停機設定值修正信號，再由欠壓、欠容停機設定值修正模塊修正欠壓、欠容停機設定值；
由故障編碼模塊將上述各種停機控制信號編出數碼；
-存儲器，用於存儲控制參數的設定值和計算模型；存有蓄電池內阻計算模型，蓄電池充放電標準曲線，欠容停機設定值，欠壓停機設定值，充電欠流停機設定值；停機故障碼； -停機執行器，用於接收停機控制信號，控制風機收槳停機。所述在線監控系統包括顯示器，用於顯示數據採集模塊採集到的信號數據，設定值的設定數據和修正數據，以及信號處理器輸出的停機故障編碼。所述在線監控系統包括鍵盤，用於各參數設定值的錄入操作。所述瞬態放電電路由電流測量裝置、電壓測量裝置、放電電阻和時間繼電器組成， 由時間繼電器控制放電電阻的放電時間。本發明的有益效果是上述監控系統對蓄電池整個工作過程進行在線檢測，獲得實時數據，從而能夠更加真實、準確的判斷蓄電池的電量是否充足，具有檢測結果可靠有效、檢測成本低、智能化程度高、工人勞動強度輕、高效快捷、方便實用等特點。
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。圖1是本發明的一種結構框圖。圖2是蓄電池分組檢測接線圖。圖3是本發明的瞬態放電電路圖。
具體實施例方式參見圖3，本發明給蓄電池設置了一個瞬態放電電路7，該瞬態放電電路7由電流測量裝置4、電壓測量裝置3、放電電阻21和時間繼電器SJ組成，由時間繼電器SJ控制放電電阻21的放電時間。通過測量該電路的放電電壓和放電電流，求出蓄電池的內阻，進而來判斷蓄電池的電量是否充足，蓄電池內阻的計算公式是
R = Δ V/I
式中，R為蓄電池內阻；Δ V為電壓穩定後瞬間斷電壓差；I為放電電流。參見圖1，本風電變槳蓄電池在線監控系統包括 -瞬態放電電路7，用於檢測蓄電池1的內阻。-電壓測量裝置3，用於測量蓄電池1及瞬態放電電路7的電壓。-電流測量裝置4，用於測量蓄電池1的充放電電流及瞬態放電電路7的電流。-溫度測量裝置2，用於測量蓄電池1的環境溫度。-控制器16，該控制器16包括
數據採集模塊8，用於採集電壓測量裝置3、電流測量裝置4和溫度測量裝置2檢測到的信號數據；瞬態放電電路自動投切控制模塊13，用於控制瞬態放電電路7的投入或切除；在風機處於收槳狀態時，瞬態放電電路7不投入，在風機正常工作時，瞬態放電電路7投入，檢測蓄電池1的內阻，如果順槳電機5通過蓄電池1上電收槳，瞬態放電電路7即刻自動切除；由電流測量裝置4來測量蓄電池1供給順槳電機5的電流，瞬態放電電路自動投切控制模塊13 以此判斷風機是否收槳，從而控制瞬態放電電路7投、切，由投切繼電器6作為執行元件； 蓄電池分組循環檢測控制模塊14，用於控制蓄電池1的分組及循環檢測順序； 蓄電池故障編碼模塊12，用於將蓄電池1的故障編成數碼； 欠壓、欠容停機設定值修正模塊11 ；
信號處理模塊15，用於處理信號數據，輸出控制信號，包括處理瞬態放電電路7的電流、電壓信號，運用蓄電池內阻計算模型計算出蓄電池的內阻，結合當前溫度、電壓、內阻估算出蓄電池電量值，將該電量值與欠容停機設定值進行比較，輸出蓄電池欠容停機控制信號；將蓄電池電壓值與欠壓停機設定值進行比較，輸出欠壓停機控制信號；將蓄電池充電電流值與充電欠流停機設定值進行比較，輸出充電欠流停機控制信號；將檢測到的溫度值與欠壓、欠容停機設定值所對應的基準溫度值進行比較，輸出欠壓、欠容停機設定值修正信號，再由欠壓、欠容停機設定值修正模塊修正欠壓、欠容停機設定值；由故障編碼模塊12將上述各種停機控制信號編出數碼。-存儲器10，用於存儲控制參數的設定值和計算模型；存有蓄電池內阻計算模型， 蓄電池充放電標準曲線，欠容停機設定值，欠壓停機設定值，充電欠流停機設定值；停機故障碼。-停機執行器18，用於接收停機控制信號，控制風機收槳停機。-顯示器9，用於顯示數據採集模塊8採集到的信號數據，設定值的設定數據和修正數據，以及信號處理器15輸出的停機故障編碼；故障編碼便於維修人員明確故障原因， 及時處理。-鍵盤17，用於各參數設定值的錄入操作。本系統還包括有現場通訊總線19接口，用於與中央管理計算機20通訊。本系統的工作過程是由於風機變槳櫃中的蓄電池有十八節，這十八節蓄電池的正極和負極依次串聯，為了實時檢測變槳櫃中蓄電池的運行參數，及時、方便剔除故障源， 本發明將變槳櫃中的十八節蓄電池以平均分配的方式劃分為三組，以每六節蓄電池為一組，由監控系統對其進行分組循環檢測，分組及循環的過程由監控系統的蓄電池分組循環檢測控制模塊控制。參見圖2，蓄電池通過四隻繼電器J1、J2、J3、J4分成三組，其中繼電器 JU J2為一組，繼電器J2、J3為一組，繼電器J3、J4為一組，由蓄電池分組循環檢測控制模塊控制每一組繼電器的接通和關斷來實現對該組蓄電池的檢測，並控制各組繼電器的工作順序，來實現三組蓄電池循環檢測。
權利要求
1.一種風機變槳蓄電池在線監控系統，包括 -瞬態放電電路，用於檢測蓄電池的內阻；-電壓測量裝置，用於測量蓄電池及瞬態放電電路的電壓； -電流測量裝置，用於測量蓄電池的充放電電流及瞬態放電電路的電流； -溫度測量裝置，用於測量蓄電池環境溫度； -控制器，該控制器包括數據採集模塊，用於採集上述測量裝置檢測到的信號數據；瞬態放電電路自動投切控制模塊，用於控制瞬態放電電路投入或切除；蓄電池分組循環檢測控制模塊，用於控制蓄電池分組及循環檢測順序；蓄電池故障編碼模塊，用於將蓄電池的故障編成數碼；欠壓、欠容停機設定值修正模塊；信號處理模塊，用於處理信號數據，輸出控制信號，包括處理瞬態放電電路的電流、電壓信號，運用蓄電池內阻計算模型計算出蓄電池的內阻， 結合當前溫度、電壓、內阻估算出蓄電池電量值，將該電量值與欠容停機設定值進行比較， 輸出蓄電池欠容停機控制信號；將蓄電池電壓值與欠壓停機設定值進行比較，輸出欠壓停機控制信號； 將蓄電池充電電流值與充電欠流停機設定值進行比較，輸出充電欠流停機控制信號； 將檢測到的溫度值與欠壓、欠容停機設定值所對應的基準溫度值進行比較，輸出欠壓、 欠容停機設定值修正信號，再由欠壓、欠容停機設定值修正模塊修正欠壓、欠容停機設定值；由故障編碼模塊將上述各種停機控制信號編出數碼；-存儲器，用於存儲控制參數的設定值和計算模型；存有蓄電池內阻計算模型，蓄電池充放電標準曲線，欠容停機設定值，欠壓停機設定值，充電欠流停機設定值；停機故障碼； -停機執行器，用於接收停機控制信號，控制風機收槳停機。
2.根據權利要求1所述風機變槳蓄電池在線監控系統，其特徵在於，所述在線監控系統包括顯示器，用於顯示數據採集模塊採集到的信號數據，設定值的設定數據和修正數據， 以及信號處理器輸出的停機故障編碼。
3.根據權利要求1所述風機變槳蓄電池在線監控系統，其特徵在於，所述在線監控系統包括鍵盤，用於各參數設定值的錄入操作。
4.根據權利要求1所述風機變槳蓄電池在線監控系統，其特徵在於，所述瞬態放電電路由電流測量裝置、電壓測量裝置、放電電阻和時間繼電器組成，由時間繼電器控制放電電阻的放電時間。
全文摘要
本發明公開了一種風機變槳蓄電池在線監控系統，包括瞬態放電電路；電壓測量裝置；電流測量裝置；溫度測量裝置；控制器，該控制器包括數據採集模塊、瞬態放電電路自動投切控制模塊、蓄電池分組循環檢測控制模塊、蓄電池故障編碼模塊、欠壓欠容停機設定值修正模塊、信號處理模塊；存儲器；停機執行器。本發明對蓄電池整個工作過程進行在線檢測，獲得實時數據，能夠更加真實、準確的判斷蓄電池的電量是否充足，檢測結果可靠有效，檢測成本低。
文檔編號G01R31/36GK102520369SQ201110456208
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者李飛, 王兵, 王慶峰, 王德貴, 蘇彬 申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司