一種風電變槳系統的備用供電裝置的製作方法
2023-06-18 04:52:31 1
專利名稱：一種風電變槳系統的備用供電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種供電裝置，尤其涉及一種風電變槳系統的備用供電裝置，屬於風力發電設備技術領域。
背景技術：
隨著不可再生能源在世界範圍面臨枯竭的窘境，為滿足工業化生產和人類生活所需，人們對太陽能、風力、水力這些可再生能源的關注和利用已日漸提升。其中，風力發電是一種已經發展相對成熟的新能源開發技術，有著廣泛的普及和應用。在風力發電系統中，為了保證風機系統故障或電網斷電的情況下，變槳系統能夠收槳，並且在電網電壓瞬間波動的情況下，變槳系統能夠保持正常工作，變槳系統必須擁有自己的後備電源。如圖1所示，一般是在變槳驅動器的直流母線上通過二極體11並聯一個後備電池組12，風機正常工作時，後備電池組12處於充電狀態。當電網斷電或其他原因導致電網電壓跌落時，變槳系統就自動切換到後備電池組12供電。電網恢復正常時，再自動恢復成電網供電。兩種供電之間可以無縫切換，無延時和衝擊。在風電變槳系統中，後備電池組12 —般採用鉛酸蓄電池組或超級電容組。兩者相比鉛酸電池的成本較低，但比容小，充電時間長，維護麻煩，壽命短是其不可忽視的缺點。超級電容組雖克服了上述缺點，但其成本較高，在風電行業普遍壓縮成本的今天，顯然難以大規模推廣。
發明內容本實用新型為了解決這一技術問題，提出了一種風電變槳系統的備用供電裝置。本實用新型的目的，將通過以下技術方案得以實現—種風電變槳系統的備用供電裝置，所述風電變槳系統中的備用供電裝置包括一電性連接電源直流母線的二極體，與所述二極體串聯的鋰電池組，以及與所述鋰電池組並聯的鋰電池組充電器。作為本實用新型進一步改進，所述鋰電池組由多個電池塊組成，每個電池塊為 12V，每個電池塊由四個電芯組成。作為本實用新型進一步改進，所述鋰電池組由18個電池塊串聯組成。作為本實用新型進一步改進，所述的鋰電池組特性為216V/7. 2Ah。本實用新型的有益效果主要體現在首先，鋰電池比鉛酸電池比容大，壽命長，比超級電容成本低，且無汙染；是在風電變槳系統後備電源較為理想的替代方案。其次，本實用新型採用新型鋰電池電極材料磷酸鐵鋰，與其它鋰電池材料相比，價格更低，壽命更長，且克服了鋰電池在極端情況下會燃燒和爆炸的缺點。磷酸鐵鋰電池IC 充放循環壽命可達2000次，單節電池過充電壓30V不燃燒，穿刺不爆炸，磷酸鐵鋰電池更易串聯使用，更好的滿足了風電變槳後備電源頻繁充放電且可靠性要求高的要求。
圖1是現有技術的風電變槳系統的備用供電裝置的電路示意圖。圖2是本實用新型的具體實施方式
的風電變槳系統的備用供電裝置的電路圖。圖3是鋰電池組的電路圖。圖4是本實用新型的鋰電池組充電器電路圖。圖5是具體實施方式
中開關電源電路內部電路圖。圖6是具體實施方式
中過流過壓軟起緩衝電路圖。
具體實施方式
一種風電變槳系統的備用供電裝置，如圖2所示，所述風電變槳系統中的備用供電裝置包括一電性連接電源直流母線的二極體21，與所述二極體21串聯的鋰電池組20，以及與所述鋰電池組20並聯的鋰電池組充電器22。如圖3所示，所述鋰電池組由18個電池塊串聯組成規格為216V/7. 2Ah，每個電池塊為12V，由四個電芯組成。當然，也可以按照不同的電壓等級和放電容量要求進行電池塊的組合，為保持一致性，每個電池塊配有充電均壓電路。 如圖4所示，所述鋰電池組充電器包括一開關電源電路221，與所述開關電源電路 221並聯的恆流限壓電路222，與所述恆流限壓電路222並聯的控制單元、以及與所述恆流限壓電路222並聯的採樣保護電路223，所述採樣保護電路223與所述控制單元串聯。如圖5所示，所述的開關電源電路的開關電源是具有脈衝寬度調製埠的PWM晶片2212的開關電源、充電故障重啟開關2210，及軟起緩衝電路2211組成。利用PWM晶片 2212的脈衝寬度調製埠，實現鋰電池充電和故障軟起，提高了鋰電池使用的可靠性。如圖6所示，在鋰電池組充電器內部設置有特定的過流過壓軟起緩衝電路，通過過流電路1的過流比較，過壓電路2的過壓比較，鋰電池組充電器如果檢測到過流過壓故障，立刻通過觸發器3關閉PWM晶片2212，再通過CPU置位觸放器重起，並計重起次數，如果重起次數到達設定的安全值就不再重起鋰電池組充電器。重起鋰電池組充電器時，在充電故障重啟開關2210的管上串接了一個RC緩衝電路，PWM晶片2212的脈衝寬度調製埠電壓就會沿RC充電曲線上升，鋰電池組充電器的輸出電壓也就會沿RC充電曲線上升，這樣就達到了軟起的目的，減小了衝擊，進一步保證了鋰電池組的充電安全。鋰電池比容大，壽命長，成本低，無汙染，是現有技術中風電變槳系統後備電源較為理想的替代方案，本方案採用新型鋰電池電極材料磷酸鐵鋰，與其它鋰電池材料相比，價格更低，壽命更長，且克服了鋰電池在極端情況下會燃燒和爆炸的缺點。磷酸鐵鋰電池IC 充放循環壽命可達2000次，單節電池過充電壓30V不燃燒，穿刺不爆炸，磷酸鐵鋰電池更易串聯使用，更加滿足風電變槳後備電源頻繁充放電且可靠性要求高的要求。本實用新型尚有多種實施方式，凡採用等同變換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種風電變槳系統的備用供電裝置，其特徵在於所述風電變槳系統中的備用供電裝置包括一電性連接電源直流母線的二極體，與所述二極體串聯的鋰電池組，以及與所述鋰電池組並聯的鋰電池組充電器。
2.如權利要求1所述的一種風電變槳系統的備用供電裝置，其特徵在於所述鋰電池組由多個電池塊組成，每個電池塊為12V，每個電池塊由四個電芯組成。
3.如權利要求2所述的一種風電變槳系統的備用供電裝置，其特徵在於所述鋰電池組由18個電池塊串聯組成。
4.如權利要求3所述的一種風電變槳系統的備用供電裝置，其特徵在於所述的鋰電池組特性為216V/7. 2Ah。
專利摘要本實用新型揭示了一種風電變槳系統的備用供電裝置，所述風電變槳系統中的備用供電裝置包括一電性連接電源直流母線的二極體，與所述二極體串聯的鋰電池組，以及與所述鋰電池組並聯的鋰電池組充電器。本實用新型的備用供電裝置價格低，壽命更長，克服了鋰電池在極端情況下會燃燒和爆炸的缺點。更好的滿足了風電變槳後備電源頻繁充放電且可靠性要求高的要求。
文檔編號H02J7/00GK202111496SQ20112019701
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月13日 優先權日2011年6月13日
發明者傅建民, 尤林森 申請人:蘇州能健電氣有限公司