电解电容器剩余寿命的预测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电解电容器剩余寿命的预测方法及系统，其中的预测方法包括：获得电解电容器在工作状态下从tn‑1时刻到tn时刻的采集周期Δt内的电容温度T，并计算在此期间的平均电容温度Tn，其中tn＝tn‑1+Δt；根据电解电容器的电容温度和工作时间对应的加速寿命模型，计算与工作时间Δt、平均电容温度Tn对应的在参考工作温度Tk条件下的等效工作时间Δt’；根据Ln＝Ln‑1‑Δt’，计算得到tn时刻以参考工作温度Tk表征的电解电容器的剩余寿命Ln；以此迭代计算。本发明专利技术实施例提供的电解电容器剩余寿命的预测方法及系统，能够根据使用的要求设定检测频率，从而尽可能的减小误差，达到精准预测的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电解电容器可靠性领域，尤其涉及一种电解电容器剩余寿命的预测方法及系统，可以用于对风力发电机所使用的电解电容器的使用寿命进行预测。
技术介绍
现有技术中对电解电容器的剩余寿命检测，可以根据测得的电解电容器的相关参数，根据电解电容器相关参数的退变，预测老化程度并预测剩余寿命；也有的专利公开了技术方案，其中对已经使用的时间进行估算，然后再将设计寿命中扣除已经使用的时间，即得到剩余寿命。以上两种方法都只能对剩余寿命进行估算，而不能达到更精准的预测剩余使用寿命。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种电解电容器剩余寿命的预测方法及系统，解决现有技术无法对已经使用的电解电容器的剩余使用寿命进行精准预测的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种电解电容器剩余寿命的预测方法，包括：获得电解电容器在工作状态下从tn-1时刻到tn时刻的采集周期Δt内的电容温度T，并计算在此期间的平均电容温度Tn，其中tn＝tn-1+Δt；根据电解电容器的电容温度和工作时间对应的加速寿命模型，计算与工作时间Δt、平均电容温度Tn对应的在参考工作温度Tk条件下的等效工作时间Δt’；根据Ln＝Ln-1-Δt’，计算得到tn时刻以参考工作温度Tk表征的电解电容器的剩余寿命Ln，其中Ln-1是tn-1时刻以参考工作温度Tk表征的电解电容器的剩余寿命；以此迭代计算。其中，参考工作温度Tk可以根据工作条件、环境因素等因素综合考虑来确定，例如在工作饱满、环境气温较高的工作环境，综合环境因素考虑，电解电容器的测算温度区间在35-40℃，那么可以将参考工作温度Tk确定为35-40℃之间的一个值。可选择地，所述加速寿命模型是Δt’＝Δt*2^((Tn-Tk)/10)，或者所述加速寿命模型是Δt’＝Δt*exp(1/Tn-1/Tk)。可选择地，获得电解电容器在t0时刻以工作温度Tk表征的初始寿命L0。可选择地，如果初始寿命是以工作温度Tx表征的初始寿命Lx，根据L0＝Lx*2^((Tx-Tk)/10)获得参考工作温度Tk表征的初始寿命L0。可选择地，所述电容温度T通过直接检测得到。可选择地，所述电容温度T，根据电解电容器的消耗功率Pv计算得到的电容温升ΔT，并检测工作环境温度，将工作环境温度与电容温升ΔT进行叠加得到所述电容温度T。可选择地，所述电容温度T，根据检测的发电输出功率Pw、电容纹波电流Irms计算得到电容消耗功率Pv，进而根据电容消耗功率Pv计算得到电容温升ΔT，并检测工作环境温度，将工作环境温度与电容温升ΔT进行叠加得到所述电容温度T。可选择地，当剩余寿命Ln达到预设阈值Lm时，提示报警。第二方面，提供了一种电解电容器剩余寿命的预测系统，包括：控制器，用于获得电解电容器在工作状态下从tn-1时刻到tn时刻的采集周期Δt内的电容温度T，并计算在采集周期Δt期间的平均电容温度Tn；控制器中预存电容温度和工作时间对应的加速寿命模型，根据加速寿命模型计算与工作时间Δt、平均电容温度Tn对应的在参考工作温度Tk条件下的等效工作时间Δt’；再根据Ln＝Ln-1-Δt’，迭代计算得到tn时刻以参考工作温度Tk表征的电解电容器的剩余寿命Ln，其中Ln-1是tn-1时刻以参考工作温度Tk表征的电解电容器的剩余寿命。其中，参考工作温度Tk可以根据工作条件、环境因素等因素综合考虑来确定，例如在工作饱满、环境气温较高的工作环境，综合环境因素考虑，电解电容器的测算温度区间在35-40℃，那么可以将参考工作温度Tk确定为35-40℃之间的一个值。可选择地，所述加速寿命模型是Δt’＝Δt*2^((Tn-Tk)/10)。可选择地，所述控制器，用于获得电解电容器在t0时刻以工作温度Tk表征的初始寿命L0。可选择地，如果初始寿命是以工作温度Tx表征的初始寿命Lx，所述控制器根据L0＝Lx*2^((Tx-Tk)/10)获得参考工作温度Tk表征的初始寿命L0。可选择地，本实施例提供的电解电容器剩余寿命的预测系统，还包括：温度传感器，用于检测所述电解电容器的电容温度T；相应地，所述控制器，还用于接收所述温度传感器的电容温度T；或者，所述温度传感器，用于检测电解电容器的工作环境温度；相应地，所述控制器，还用于接收所述温度传感器的环境温度，并根据电解电容器的消耗功率Pv计算得到的电容温升ΔT，将工作环境温度与电容温升ΔT进行叠加得到所述电容温度T；或者，所述温度传感器，用于检测电解电容器的工作环境温度；相应地，所述控制器，还用于接收所述温度传感器的环境温度，根据检测的发电输出功率Pw、电容纹波电流Irms计算得到电容消耗功率Pv，进而根据电容消耗功率Pv计算得到电容温升ΔT，将工作环境温度与电容温升ΔT进行叠加得到所述电容温度T。可选择地，本实施例提供的电解电容器剩余寿命的预测系统，还包括：报警器，用于发出报警信号；相应地，所述控制器，预存预设阈值Lm，当剩余寿命Ln≤预设阈值Lm时，所述控制器向所述报警器发出触发信号。本专利技术实施例提供的电解电容器剩余寿命的预测方法及系统，能够实时对工作状态中的电解电容器的使用寿命进行计算，并且所采用的计算方法能够根据使用的要求设定检测频率，从而尽可能的减小误差，达到精准预测的技术效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例所述电解电容器剩余寿命的预测方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例所述电解电容器剩余寿命的预测系统的模块示意图。图中：10、控制器；20、温度传感器；30、报警器；40、电解电容器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。如图1所示，第一方面，本专利技术实施例提供了一种电解电容器剩余寿命的预测方法，包括：获得电解电容器在工作状态下从tn-1时刻到tn时刻的采集周期Δt内的电容温度T，并计算在此期间的平均电容温度Tn，其中tn＝tn-1+Δt；根据电解电容器的电容温度和工作时间对应的加速寿命模型，计算与工作时间Δt、平本文档来自技高网...

【技术保护点】
电解电容器剩余寿命的预测方法，包括：获得电解电容器在工作状态下从tn‑1时刻到tn时刻的采集周期Δt内的电容温度T，并计算在此期间的平均电容温度Tn，其中tn＝tn‑1+Δt；根据电解电容器的电容温度和工作时间对应的加速寿命模型，计算与工作时间Δt、平均电容温度Tn对应的在参考工作温度Tk条件下的等效工作时间Δt’；根据Ln＝Ln‑1‑Δt’，计算得到tn时刻以参考工作温度Tk表征的电解电容器的剩余寿命Ln，其中Ln‑1是tn‑1时刻以参考工作温度Tk表征的电解电容器的剩余寿命；以此迭代计算。

【技术特征摘要】
1.电解电容器剩余寿命的预测方法，包括：获得电解电容器在工作状态下从tn-1时刻到tn时刻的采集周期Δt内的电容温度T，并计算在此期间的平均电容温度Tn，其中tn＝tn-1+Δt；根据电解电容器的电容温度和工作时间对应的加速寿命模型，计算与工作时间Δt、平均电容温度Tn对应的在参考工作温度Tk条件下的等效工作时间Δt’；根据Ln＝Ln-1-Δt’，计算得到tn时刻以参考工作温度Tk表征的电解电容器的剩余寿命Ln，其中Ln-1是tn-1时刻以参考工作温度Tk表征的电解电容器的剩余寿命；以此迭代计算。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加速寿命模型是Δt’＝Δt*2^((Tn-Tk)/10)，或者所述加速寿命模型是Δt’＝Δt*exp(1/Tn-1/Tk)。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获得电解电容器在t0时刻以工作温度Tk表征的初始寿命L0。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，如果初始寿命是以工作温度Tx表征的初始寿命Lx，根据L0＝Lx*2^((Tx-Tk)/10)获得参考工作温度Tk表征的初始寿命L0。5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述电容温度T通过直接检测得到。6.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述电容温度T，根据电解电容器的消耗功率Pv计算得到的电容温升ΔT，并检测工作环境温度，将工作环境温度与电容温升ΔT进行叠加得到所述电容温度T。7.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述电容温度T，根据检测的发电输出功率Pw、电容纹波电流Irms计算得到电容消耗功率Pv，进而根据电容消耗功率Pv计算得到电容温升ΔT，并检测工作环境温度，将工作环境温度与电容温升ΔT进行叠加得到所述电容温度T。8.如权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，当剩余寿命Ln达到预设阈值Lm时，提示报警。9.电解电容器(40)剩余寿命的预测系统，其特征在于，包括：控制器(10)，用于获得电解电容器(40)在工作状态下从tn-1时刻到tn时刻的采集周期Δt内的电容温度T，并计算在采集周期Δt期间的平均电容温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛建国，赵亮，于德洋，邢波，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11