[实用新型]用于风力发电机组电动变桨系统的后备电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于风力发电机组电动变桨系统的电源。

背景技术

目前风力发电机组的变桨系统使用的后备电源---UPS(UninterruptiblePower Supply)电源，其储能器件均采用免维护的铅酸电池，但铅酸电池有其本质上的缺点，从而限制了铅酸电池的使用范围，具体的缺点是：1、使用寿命短；2、循环充放电次数低；3、充放电速度慢，控制难度大；4、使用环境要求高；5、所用材料污染环境。由此，风力发电机组电动变桨系统使用铅酸电池作为后备电源，有很多不足。同时，现有风力发电机变桨系统使用的后备电源的拓扑(Topology)结构存在不合理之处，不能可靠保证变桨系统的电源供应，不能可靠保证所用电池的寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能有效解决上述问题的用于风力发电机组电动变桨系统的后备电源。

本实用新型中用于风力发电机组电动变桨系统的后备电源，其包括有能将交流电转换成直流电并供电动变桨系统变频器使用的且依次连接的整流装置、滤波器及储能电容，其中所述整流装置的输入端连接交流电源，所述储能电容的输出端连接所述电动变桨系统变频器，在所述储能电容的输入、输出端并联有依次连接的充电器、超级电容器组及保护装置及整流桥组，且在所述充电器与所述储能电容的输入端之间设置有由风力发电机组可编程控制器控制的开关。

所述电动变桨系统变频器由变桨控制器控制。

所述超级电容器组及保护装置中的超级电容器组由多个电容器元件串联组成的电压模块串联组成的储能单元组成，其中所述电容器元件的电压在2.5V～2.7V之间，所述电容元件组成的电压模块的电压在15V～17V之间，所述串联组成的储能单元的电压在90V～100V之间。

所述每个电压模块中具有在检测到本模块电压接近设定值时能启用泄流功能将多余的充电电流通过并联的电阻型器件泄放掉以维持所述电压模块的电压不高于设定值从而保护所述电压模块的电压保护和报警装置。

所述充电器根据所述超级电容器组的电压及状态给出可调节的充电电流。

所述充电器对所述超级电容器组的充电有两种模式，分别是对所述超级电容器组中每个储能单元分时依次以低电压进行充电，或对整个所述超级电容器组整体以高电压充电。

本实用新型中用于风力发电机组电动变桨系统的后备电源具有以下优点：

1、结构简单，模块化程度高，易于维护和检查；

2、能够自动实现储能元件欠电压充电的功能，且具有完善的充电控制策略；

3、能够自动实现故障断电切换功能，其响应时间不大于5毫秒；

4、储能元件寿命长，可长时间使用，且具有不小于5万次的充放电次数；

5、能够在很低的温度范围内提供可靠的电能，且保持很好的稳定性，不需要加热等特殊的辅助装置；

6、可适用于直流伺服变桨系统和交流伺服变桨系统；

7、无污染、无腐蚀性物质存在，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型中后备电源的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型中的具体实施例作进一步详细说明。

本实用新型中用于风力发电机组电动变桨系统的后备电源包括有整流装置2、滤波器3、开关4、充电器5、超级电容器组及保护装置6、整流桥组7及储能电容8，其中：

整流装置2、滤波器3、储能电容8依次电连接，并且在整流装置2的输入端连接交流电源1，储能电容8的输出端连接电动变桨系统变频器9。在储能电容8的输入、输出端并联有依次连接的充电器5、超级电容器组及保护装置6及整流桥组7，且在充电器5的输入端与储能电容8的输入端之间设置有由风力发电机组可编程控制器(图中未示出)控制的开关4。

整流装置2为可控整流器，用于将交流电源1的交流电转换成直流电。

滤波器3和储能电容8用于对整流装置2整流后的电流进行滤波及稳压处理，以提供稳定的直流电压。