[发明专利]电容柜容值的估算方法及检测系统

说明书

本发明涉及一种电容柜容值的估算方法及检测系统，属于风电机组变桨系统技术领域。其中估算方法包括：在滞环充电中的每个采样周期，获取电容模组的充电电流和电压，得到相邻采样周期电容模组的电压差值；根据充电电流以及电压差值得到每个采样周期内的电容模组的电容值；采样周期内的电容模组的电容值与采样周期时间、充电电流成正比，与电压差值成反比；对滞环充电过程中所有采样周期内的电容模组的电容值进行叠加，得到电容模组的容值。本发明计算过程简单，使得电容模组的容值检测过程简单，实时性强，效率高，而且整个检测过程是在电容柜的正常工作过程中进行的，无需使维护人员进入风机轮毂内对电容模组进行放电操作，安全性高。

技术领域

本发明涉及一种电容柜容值的估算方法及检测系统，属于风电机组变桨系统技术领域。

背景技术

兆瓦级风电机组一般会配备超级电容柜作为变桨系统的后备电源，电容柜电容模组有充电状态、蓄电状态和放电状态三种，充电状态包括两种：电容模组首次充电和滞环充电，放电状态是由于风电机组失电而导致的放电，当然蓄电状态下由于漏电流也会引起一定的放电，但是从电容柜所处的状态对这两种放电进行区分。伴随使用年份和充电次数的累积，超级电容的老化现象越来越明显，为了保障充足的电能储备，超级电容柜通常每天需要经历数十次滞环充电以弥补漏电流造成的能量损失。老化后的超级电容柜容值变小、内阻增大、储能能力降低，逐渐无法满足风电变桨系统的电能储备要求，直接威胁着整台风电机组的安全。

风电变桨系统中的超级电容柜目前主要通过人工方式进行检查。人工检查方式需要两名操作员进入风机轮毂内部，通过操控超级电容柜进行放电测试，放电测试的检查方式有两种：1.直接检测电容模组的容量以及内阻；2.检测电容模组的有效储能，通过验证柜体储存的能量能否满足风机桨叶的收桨需求。通过检查对超级电容柜的老化状态进行判定。然而放电测试直接检测电容模组的容量以及内阻，不仅无法获取超级电容柜的详细状态数据，还会因耗时较长给风电机组的日发电量造成一定损失。另外，这种检查方式需要维护人员进入风机轮毂内部才能完成工作，存在一定的安全风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种电容柜容值的估算方法，用以解决目前容值检测过程工序繁琐、安全性低的问题；同时还提供一种电容柜容值的检测系统，用以解决目前检测系统检测过程工序繁琐、安全性低的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种电容柜容值的估算方法，包括以下步骤：

在滞环充电中的每个采样周期，获取电容模组的充电电流和电压，得到相邻采样周期电容模组的电压差值；

根据所述充电电流以及电压差值得到每个采样周期内的电容模组的电容值；所述采样周期内的电容模组的电容值与所述采样周期时间、充电电流成正比，与所述电压差值成反比；所述采样周期时间为T/N，T为滞环充电的时间，N＝1、2、 3……；

对滞环充电过程中所有采样周期内的电容模组的电容值进行叠加，得到电容模组的容值。

另外，本发明还提出一种电容柜容值的检测系统，包括充电电流采集模块和用于采集电容模组电压的电压采集模块，还包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器在执行所述计算机程序时实现上述的电容柜容值的估算方法。

有益效果是：本发明在滞环充电过程中，利用串联电路上电流处处相等的原理，实时计算采样周期内电容模组的电容值，将滞环充电完成时所有采样周期内的电容模组的电容值进行叠加，得到电容模组的容值，计算过程简单，使得电容模组的容值检测过程简单，实时性强，效率高。而且整个检测过程是在电容柜的正常工作过程中进行的，无需控制风电机组进入停机检修状态，使维护人员进入风机轮毂内对电容模组进行放电操作而获得相关数据，安全性高。

进一步的，上述电容柜容值的估算方法及检测系统中，充电电流通过检测充电电阻的电流得到的。

有益效果是：充电电阻的电流容易检测，而且准确。