一种新型抗台风风力发电机组偏航后备电源系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种新型抗台风风力发电机组偏航后备电源系统，包括后备电池组和逆变器，逆变器的输入端电连接后备电池组的输出端，并将后备电池组输出的直流电转化为交流电，逆变器与后备电池组集成一体，设置于机组的塔基或机舱内部。后备电池组包括铝空燃料电池，铝空燃料电池的输出端电连接逆变器的输入端，后备电池组内还设置有电池控制柜和小型不间断电源，电池控制柜通过CAN总线与铝空燃料电池连接，小型不间断电源的输出端电连接电池控制柜的输入端。本实用新型专利技术后备电池组功率密度大、持续时间长、无污染物排放，且无易燃易爆的安全隐患，还可提供远程监控功能，便于维护和管理。此外，后备电池组可以集成到机组内部，安全性及可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种新型抗台风风力发电机组偏航后备电源系统
本技术涉及一种风力发电机组，尤其涉及一种新型抗台风风力发电机组偏航后备电源系统。
技术介绍
目前的风力发电机组一般分布广泛、位置偏远，所以一般风力发电机组都要求无人值守的控制模式。但是，要求无人值守，就要有备用电源来满足电网故障以及风机故障时的应急需求，特别是当风机遇到台风时。为了减小台风期间机组的载荷，考虑主动偏航对风策略，当电网掉电的时候，需采用备用电源来保证在电网掉电期间风力发电机组控制和偏航设备正常工作，实现主动偏航对风。目前，后备电源常规方案为柴油发电机，它外置于基础平台，然而其存在以下问题：柴油发电机耗油量大、能耗低、污染物排放大、噪声大，且日常维护工作量大，特别受限于海上柴油管控，以及需配置相应的防火措施。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出一种新型抗台风风力发电机组偏航后备电源系统，包括后备电池组，具体的，还包括：逆变器，逆变器的输入端电连接后备电池组的输出端，并将后备电池组输出的直流电转化为交流电，逆变器与后备电池组集成一体，设置于机组的塔基或机舱内部；所述后备电池组包括铝空燃料电池，所述铝空燃料电池的输出端电连接逆变器的输入端；所述后备电池组内还设置有电池控制柜和小型不间断电源，所述电池控制柜通过CAN总线与铝空燃料电池连接，所述小型不间断电源的输出端电连接电池控制柜的输入端。进一步的，逆变器为DC-AC拓扑结构。进一步的，后备电池组经逆变器转换后输出的交流电电压为230V、400V和690V中的一种或多种。进一步的，还包括远程监测子系统，所述远程监测子系统包括电池综合检测仪和上位机，所述电池综合检测仪集成于电池控制柜内，用于实时监测铝空燃料电池的各项温度数据和铝燃料容量时长数据，以及控制铝空燃料电池的启停，其所述电池综合检测仪的输入端电连接铝空燃料电池的输出端，所述电池综合检测仪的输出端通过CAN总线连接上位机的输入端。本技术的有益效果在于：（1）后备电池组功率密度大、持续时间长、无噪音、无污染物排放，且无易燃易爆的安全隐患；（2）后备电池组可提供远程监控功能，便于维护和管理；（3）后备电池组只需要更换铝板，更换方便无污染；（4）后备电池组可以集成到机组内部，安全性及可靠性高。附图说明图1为风力发电机组偏航后备电源系统接入电气原理图；图2为风力发电机组偏航后备电源系统接入拓扑结构图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式。如图1所示，本技术提出的的新型抗台风风力发电机组偏航后备电源系统可将应急电源供给到塔基和机舱，其中单台机组的后备电源由铝空燃料电池和逆变器组成。如图2所示，铝空燃料电池接入应急供电回路，通过电缆和塔基配电柜，将交流电传递到塔基控制部分、机舱控制部分和偏航设备应急部分，每个回路均有保护断路器。其中，塔基和机舱控制部分电压等级为230VAC，偏航设备应急电源电压等级为400VAC。当机组正常运行时，后备电池组处于关闭状态；当台风或电网故障等原因导致的电网掉电时，后备电池组启动，自启动时间约为2分钟；当检测到电网恢复正常时，后备电池组切出。后备电池组从待机到启动的过程需要一段时间，为保证控制部分电源的连续性，后备电池组内置一个小型不间断电源，用于为电池控制柜控制回路提供电源，保证系统可靠。本系统还具有远程监测功能的远程监测子系统，用于实时监测铝空燃料电池的各项温度数据和铝燃料容量时长数据，以及控制铝空燃料电池的启停。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求的保护范围内。在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型抗台风风力发电机组偏航后备电源系统，包括后备电池组，其特征在于，还包括：逆变器，所述逆变器的输入端电连接后备电池组的输出端，并将所述后备电池组输出的直流电转化为交流电，所述逆变器与后备电池组集成一体，设置于机组的塔基或机舱内部；所述后备电池组包括铝空燃料电池，所述铝空燃料电池的输出端电连接逆变器的输入端；所述后备电池组内还设置有电池控制柜和小型不间断电源，所述电池控制柜通过CAN总线与铝空燃料电池连接，所述小型不间断电源的输出端电连接电池控制柜的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种新型抗台风风力发电机组偏航后备电源系统，包括后备电池组，其特征在于，还包括：逆变器，所述逆变器的输入端电连接后备电池组的输出端，并将所述后备电池组输出的直流电转化为交流电，所述逆变器与后备电池组集成一体，设置于机组的塔基或机舱内部；所述后备电池组包括铝空燃料电池，所述铝空燃料电池的输出端电连接逆变器的输入端；所述后备电池组内还设置有电池控制柜和小型不间断电源，所述电池控制柜通过CAN总线与铝空燃料电池连接，所述小型不间断电源的输出端电连接电池控制柜的输入端。2.根据权利要求1所述的一种新型抗台风风力发电机组偏航后备电源系统，其特征在于，所述逆变器为DC-A...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨奎滨，张春红，余业祥，沈菲，
申请(专利权)人：东方电气风电有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51