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一種風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器PLC、鋰動力電池組電量檢測模塊、超級電容組電量檢測模塊、結果顯示模塊和數(shù)據(jù)儲存裝置。所述方法如下：可編程邏輯控制器PLC控制著混合電池的充電狀態(tài)，控制著各個電量檢測模塊的工作過程。鋰動力電池組電量檢測模塊和超級電容組電量檢測模塊檢測完成后，將檢測得到的數(shù)據(jù)輸出給PLC。PLC把各個電量檢測模塊傳輸來的數(shù)據(jù)進行計算處理，處理結果通過PLC中的通信模塊RS232C輸出給顯示模塊。結果顯示模塊將混合電池的各種數(shù)據(jù)顯示出來，包括電池各個模塊容量及總的電池容量，老化程度等。最后，數(shù)據(jù)儲存裝置把各項數(shù)據(jù)儲存起來，以便日后對混合電池進行分析。
【專利說明】—種風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)及方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)及方法。

【背景技術】
[0002]隨著風力發(fā)電產業(yè)技術的不斷發(fā)展和成熟，風力發(fā)電機中的變槳系統(tǒng)的重要性越來越突出，它可以通過控制技術改變葉片的槳距角，控制風機轉速，是整個機組的第一剎車系統(tǒng)。
[0003]變槳系統(tǒng)日常工作都是從電網(wǎng)電源取電，后備電池只是處于浮充狀態(tài)，只有在電網(wǎng)電源丟失的情況下，變槳系統(tǒng)才從后備電池中取電工作，這就意味著如果后備電池出現(xiàn)老化等故障，那么變槳系統(tǒng)就無法在電網(wǎng)電源丟失情況下工作。近些年，“飛車”事故時常發(fā)生，其原因主要是由于備用電池的老化等原因，使風力發(fā)電機不能安全順漿，無法保證它的可靠停機，所以對變槳系統(tǒng)后備電池性能的監(jiān)測，是風機運行和維護的一項重要內容。
[0004]現(xiàn)在后備電池多以鋰電池或超級電容為主，鋰動力電池充電時間長，易老化；超級電容壽命短。所以現(xiàn)在開始試用混合電池，其性能優(yōu)良，可以完成極其復雜的時序與組合邏輯電路功能。而現(xiàn)有技術中，在風機不停機的情況下直接檢測混合電池容量的方法卻很少。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術的缺陷提供一種風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)及方法，以方便快捷高效為主，可以在風機正常運行時快速測出后備混合電池的實時電容量和老化程度。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0007]一種風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)包括:可編程邏輯控制器PLC、鋰動力電池組電量檢測模塊、超級電容組電量檢測模塊、結果顯示模塊和數(shù)據(jù)儲存裝置，其中可編程邏輯控制器PLC通過鋰動力電池組電量檢測模塊檢測鋰動力電池組的運行狀態(tài)，可編程邏輯控制器PLC通過超級電容組電量檢測模塊檢測超級電容組的運行狀態(tài)，可編程邏輯控制器PLC分別控制鋰動力電池組和超級電容組的充電狀態(tài)，可編程邏輯控制器PLC把鋰動力電池組電量檢測模塊、超級電容組電量檢測模塊傳輸來的檢測數(shù)據(jù)進行計算處理后，通過通信模塊RS232C輸出給結果顯示模塊顯示并存儲至數(shù)據(jù)儲存裝置。
[0008]所述鋰動力電池組電量檢測模塊包括第一至第三開關、第一至第二電流表、變阻箱和第一顯示模塊電池，其中鋰動力電池組的正極分別接第一至第三開關的一端，第三開關的另一端串接第一顯示模塊電池后分別接第一至第二電流表的一端，第二開關的另一端串接變阻箱后接第一電流表的另一端，鋰動力電池組的負極接第二電流表的另一端，第一開關和第二電流表的另一端接風電系統(tǒng)變槳系統(tǒng)。
[0009]所述超級電容組電量檢測模塊包括第五至第七開關、第二顯示模塊電池、電壓表和第三電流表，超級電容組的一端分別接第五開關、電壓表和第七開關的一端，第七開關的另一端串接第二顯示模塊電池后分別接第六開關和第三電流表的一端，電壓表的另一端與第六開關的另一端連接，超級電容組的另一端與第三電流表的另一端連接，第五開關的另一端和第三電流表的一端接風電系統(tǒng)變槳系統(tǒng)。
[0010]一種風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)的檢測方法如下:采用可編程邏輯控制器PLC通過鋰動力電池組電量檢測模塊檢測鋰動力電池組的運行狀態(tài)，采用可編程邏輯控制器PLC通過超級電容組電量檢測模塊檢測超級電容組的運行狀態(tài)，采用可編程邏輯控制器PLC分別控制鋰動力電池組和超級電容組的充電狀態(tài)，采用可編程邏輯控制器PLC把鋰動力電池組電量檢測模塊、超級電容組電量檢測模塊傳輸來的檢測數(shù)據(jù)進行計算處理后輸出給結果顯示模塊顯示并存儲至數(shù)據(jù)儲存裝置。
[0011]所述鋰動力電池組電量檢測模塊的檢測方法如下:正常工作時，第二、第三開關斷開，第一開關閉合；檢測時第一開關斷開，首先，混合電池充電系統(tǒng)對鋰動力電池組進行充電，第二開關處于閉合狀態(tài)，第三開關斷開，此時鋰動力電池組與變阻箱的電壓相等，采用可編程邏輯控制器PLC控制變阻箱，調節(jié)阻值大小，使第二電流表的示數(shù)12等于第一電流表示數(shù)II，則變阻箱阻值大小R與鋰動力電池組內阻r相等；根據(jù)鋰電池內阻與鋰電池容量的關系得出鋰動力電池組的電容量Ql ;鋰動力電池組的內阻變化得到鋰動力電池組的老化程度SI。
[0012]當鋰動力電池組處于充滿狀態(tài)，先閉合第三開關，第二開關斷開，對第一顯示模塊電池組充電。
[0013]所述超級電容組電量檢測模塊的檢測方法如下:正常工作時，第六、第七開關斷開，第五開關閉合；檢測時，第五開關斷開，第六開關閉合，第七開關斷開，此時，當超級電容進行短暫的充電時，采用可編程邏輯控制器PLC中的計時器記錄充電的時間T，電壓表和第三電流表同時實時測出Ul = U’，13 = I’，已知q = CU，q = IT，其中:

【權利要求】
1.一種風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)，其特征在包括:可編程邏輯控制器PLC、鋰動力電池組電量檢測模塊、超級電容組電量檢測模塊、結果顯示模塊和數(shù)據(jù)儲存裝置，其中可編程邏輯控制器PLC通過鋰動力電池組電量檢測模塊檢測鋰動力電池組的運行狀態(tài)，可編程邏輯控制器PLC通過超級電容組電量檢測模塊檢測超級電容組的運行狀態(tài)，可編程邏輯控制器PLC分別控制鋰動力電池組和超級電容組的充電狀態(tài)，可編程邏輯控制器PLC把鋰動力電池組電量檢測模塊、超級電容組電量檢測模塊傳輸來的檢測數(shù)據(jù)進行計算處理后，通過通信模塊RS232C輸出給結果顯示模塊顯示并存儲至數(shù)據(jù)儲存裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述鋰動力電池組電量檢測模塊包括第一至第三開關(K1-K3)、第一至第二電流表(A1-A2)、變阻箱和第一顯示模塊電池，其中鋰動力電池組的正極分別接第一至第三開關(K1-K3)的一端，第三開關(K3)的另一端串接第一顯示模塊電池后分別接第一至第二電流表(A1-A2)的一端，第二開關(K2)的另一端串接變阻箱后接第一電流表(Al)的另一端，鋰動力電池組的負極接第二電流表(A2)的另一端,第一開關(Kl)和第二電流表(A2)的另一端接風電系統(tǒng)變獎系統(tǒng)。
3.根據(jù)權利要求1所述的風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述超級電容組電量檢測模塊包括第五至第七開關(K5-K7)、第二顯示模塊電池、電壓表(V)和第三電流表(A3)，超級電容組的一端分別接第五開關(K5)、電壓表(V)和第七開關(K7)的一端，第七開關(K7)的另一端串接第二顯示模塊電池后分別接第六開關(K6)和第三電流表(A3)的一端，電壓表(V)的另一端與第六開關(K6)的另一端連接，超級電容組的另一端與第三電流表(A3)的另一端連接,第五開關(K5)的另一端和第三電流表(A3)的一端接風電系統(tǒng)變獎系統(tǒng)。
4.一種基于權利要求1所述的風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于所述方法如下:采用可編程邏輯控制器PLC通過鋰動力電池組電量檢測模塊檢測鋰動力電池組的運行狀態(tài)，采用可編程邏輯控制器PLC通過超級電容組電量檢測模塊檢測超級電容組的運行狀態(tài)，采用可編程邏輯控制器PLC分別控制鋰動力電池組和超級電容組的充電狀態(tài)，采用可編程邏輯控制器PLC把鋰動力電池組電量檢測模塊、超級電容組電量檢測模塊傳輸來的檢測數(shù)據(jù)進行計算處理后，通過通信模塊RS232C輸出給結果顯示模塊顯示并存儲至數(shù)據(jù)儲存裝置。
5.根據(jù)權利要求4所述的風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于所述鋰動力電池組電量檢測模塊的檢測方法如下:正常工作時，第二、第三開關(K2、K3)斷開，第一開關(Kl)閉合；檢測時第一開關(Kl)斷開，首先，混合電池充電系統(tǒng)對鋰動力電池組進行充電，第二開關(Κ2)處于閉合狀態(tài)，第三開關(Κ3)斷開，此時鋰動力電池組與變阻箱的電壓相等，采用可編程邏輯控制器PLC控制變阻箱，調節(jié)阻值大小，使第二電流表(Α2)的示數(shù)等于第一電流表(Al)示數(shù)，變阻箱阻值大小與鋰動力電池組內阻r相等；根據(jù)鋰電池內阻與鋰電池容量的關系得出鋰動力電池組的電容量Ql ;鋰動力電池組的內阻變化得到鋰動力電池組的老化程度SI。
6.根據(jù)權利要求5所述的風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于當鋰動力電池組處于充滿狀態(tài)，先閉合第三開關(K3)，第二開關(K2)斷開，對第一顯不模塊電池組充電。
7.根據(jù)權利要求4所述的風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于所述超級電容組電量檢測模塊的檢測方法如下:正常工作時，第六、第七開關(K6、K7)斷開，第五開關(Κ5)閉合；檢測時，第五開關(Κ5)斷開，第六開關(Κ6)閉合，第七開關(Κ7)斷開，此時，當超級電容進行短暫的充電時，采用可編程邏輯控制器PLC中的計時器記錄充電的時間Τ，電壓表(V)和第三電流表(A3)同時實時測出Ul = U’，I3 = I’，已知Q = CU, q = IT，其中
得到:CU = IT，C = IT/U,由此得到超級電容的電容C，則超級電容組的容量Q2 = (CU2)/2，同時超級電容組的老化程度S2由電容的變化得到。
8.根據(jù)權利要求7所述的風電變槳系統(tǒng)的輔助混合電池容量檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于若超級電容組處于充滿狀態(tài)，先閉合第七開關(K7)，斷開第六開關(K6)，對第二顯示模塊電池組充電。
【文檔編號】G01R31/36GK104198946SQ201410431876
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權日:2014年8月27日
【發(fā)明者】李泰 , 鄒博, 曾慶軍, 王偉然, 李權明, 張明, 鄢俊勝, 楊德亮, 張福特 申請人:江蘇科技大學