风机变桨系统备用电源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及风力发电技术领域，特别是一种风机变桨系统备用电源装置。风机采用铅酸蓄电池作为后备电源，电池极易损坏，导致风机紧急顺桨工作异常、停滞。本实用新型专利技术所述备用电源装置包括电池组、电池管理系统、温度传感器、状态传感器、伺服驱动模块、变桨机构；所述电池管理系统设有一路电力输出，其与主控柜的DC24V电源相电连接，该DC24V电源用于向风机的机械锁提供备用电源。本实用新型专利技术采用锂离子电池替换效率低下的铅酸蓄电池，运行稳定性大幅提高，延长了电池系统的使用寿命，降低风机系统的维护成本；在备用电池系统中设置冗余的电源输出，用于对风机机械锁的备选驱动，提高了因常规电池及电路的损坏、缺失而导致的重大损害。

Standby Power Supply Device for Fan Variable Propeller System

The utility model relates to the technical field of wind power generation, in particular to a standby power supply device for fan pitch control system. Lead-acid batteries are used as backup power supply for fans. Batteries are easily damaged, resulting in abnormal operation and stagnation of emergency propeller of fans. The standby power supply device of the utility model comprises a battery pack, a battery management system, a temperature sensor, a status sensor, a servo drive module and a pitch converter; the battery management system has a power output, which is electrically connected with the DC24V power supply of the main control cabinet, and the DC24V power supply is used to provide a standby power supply for the mechanical lock of the fan. The utility model uses lithium-ion batteries to replace inefficient lead-acid batteries, which greatly improves the operation stability, prolongs the service life of the battery system, reduces the maintenance cost of the fan system, and sets up redundant power output in the standby battery system for alternative driving of the mechanical lock of the fan, thereby improving the major losses caused by the damage and absence of conventional batteries and circuits. Harm.

【技术实现步骤摘要】
风机变桨系统备用电源装置
本技术涉及风力发电
，特别是一种风机变桨距备用电源装置。
技术介绍
华锐风电SL1500系列风机为三叶片、水平轴式风力发电机组，采用变速变桨双馈的发电技术，是特别为高效利用陆地风能而开发的系列机型。SL1500系列风机主要由叶片、轮毂、齿轮箱、发电机、控制系统、偏航系统、变桨系统、塔筒等部分组成，具有如下技术特点：(1)在电网掉电情况下，依靠UPS实现机组保护功能；(2)叶片内置周全的雷电保护装置，包括金属叶尖及沿叶片后缘布置的导体；(3)高性能的发电系统；(4)采用变速恒频技术；(5)电动变桨控制；(6)独特的紧凑型结构；(7)机组振动小。随着风力发电技术不断地突破，风机设备大型化发展，风为发电行业的前景变得十分广阔。变桨距系统作为大型风机的重要部件之一，对于整个风电机组系统的安全性、可靠性和经济性有着很重要的影响。在电网停止供电时，变桨后备电源系统需要为变桨距系统的直流伺服电机供电完成紧急顺桨的工作。变桨系统通常采用两套电源供电，后备电源(即电池组)需要在电网停止供电时起到紧急顺桨的作用，紧急顺桨的动力由电池组提供，电池组并联在直流母线上，一旦电网系统断电，电池组马上给直流电机供电，使得叶片进行紧急顺桨，变桨距电源系统的工作原理如附图1所示。目前，上述风机采用铅酸蓄电池作为后备电源，但该铅酸蓄电池存在循环使用寿命低、热敏感度高的问题，特别是长期工作在浅充浅放、半电状态，其极板硫化严重，硫化后电池容量降低，内阻增加，电池极易损坏，铅酸蓄电池的上述问题又会导致风机紧急顺桨工作异常、停滞，致使风机损坏，造成巨大损失。专利技术内容本技术的目的是：提供一种在变桨系统中替代传统铅酸蓄电池的后备电源方案，其能够避免、排除、减弱传统铅酸蓄电池在变桨系统中驱动伺服电机时容易发生的收桨力矩小、欠压、电池失效等问题，改善传统铅酸蓄电池本身的过放电、循环使用寿命短等缺点。为解决上述技术问题所采用的技术方案是：风机变桨系统备用电源装置，其特征在于：包括电池组、电池管理系统、温度传感器、状态传感器、伺服驱动模块、变桨机构；所述电池组为多个相互串联的锂离子电池，是变桨系统备用电源的储能装置，电池组与电池管理系统电连接；所述电池管理系统是变桨系统备用电源的核心控制部件，负责监测电池组的运行状态，控制电池组的充放电过程，接收并处理温度传感器和/或状态传感器的信号、参数，控制伺服驱动模块驱动变桨机构执行变桨操作；所述温度传感器用于监测电池组的运行环境温度；所述状态传感器为检测电池组的电压和电流的传感器，包括电流传感器、电压传感器，所述电流传感器用于采集电池组的充电电流，所述电压传感器用于采集电池组的放电电压；所述伺服驱动模块是接受电池管理系统的命令进而控制所述变桨机构进行变桨动作，并将变桨机构的状态信息反馈给伺服驱动模块，伺服驱动模块将该状态信息反馈给电池管理系统；所述变桨机构是驱动风机叶片转动的执行部件，用于实现风机叶片的变桨动作；所述变桨系统备用电源与风机机舱的主控柜相连接，主控柜用于控制风机工作；所述变桨系统备用电源受主控柜控制，接受主控柜的指令向风机变桨系统提供电力，用于驱动变桨系统工作；所述主控柜设有主网检测模块、电池电压检测模块、电池温度检测模块，其中：主网检测模块与电池管理系统电连接，用于检测主网电力情况，并向电池管理系统传递主网电力运行状态参数，为变桨系统进行变桨操作而选择电力来源提供依据；电池电压检测模块与电池管理系统电连接，用于主控柜通过电池管理系统来获取电池组的电压参数；电池温度检测模块直接与电池组电连接，用于主控柜检测电池组的温度参数；所述电池管理系统设有一路电力输出，其与主控柜的DC24V电源相电连接，该DC24V电源用于向风机的机械锁提供备用电源。所述温度传感器和电压传感器设置在锂离子电池上，且温度传感器和电压传感器通过COM串行通讯端口与电池管理系统相电连接，以将传感器的数据信号传递给电池管理系统；所述电流传感器内置于电池管理系统，在电池管理系统向电池组充电过程中，电流传感器检测充电电流；所述主控柜的电池电压检测模块从电池管理系统获取电池组的电压参数，以确定备用电源的工作状态；所述主控柜的电池温度检测模块独立于电池管理系统的温度传感器，二者单独工作，该电池温度检测模块设有温度检测器，该温度检测器设置在电池组或锂离子电池上，用于采集电池或电池组的温度信号；所述电池管理系统设有电池加热模块，用于向锂离子电池加热，以建立锂离子电池的工作环境。本技术的有益效果是：采用锂离子电池替换效率低下的铅酸蓄电池，使变桨系统备用电池的运行稳定性大幅提高，同时大幅延长了电池系统的使用寿命，降低风机系统的维护成本；在备用电池系统中设置冗余的电源输出，用于对风机机械锁的备选驱动，提高了因常规电池及电路的损坏、缺失而导致的重大损害。附图说明附图如下：图1是本技术
技术介绍
中变桨距电源系统的工作原理示意图；图2是本技术实施例一的结构示意图。其中：1变桨系统备用电源11电池组12锂离子电池13电池管理系统14温度传感器15电压传感器16电池加热模块2主控柜21主网检测模块22电池电压检测模块23电池温度检测模块24温度检测器3备用24V输出31DC24V电源。具体实施方式【实施例1】风机变桨系统备用电源装置，其特征在于：包括电池组、电池管理系统、温度传感器、状态传感器、伺服驱动模块、变桨机构；所述电池组为多个相互串联的锂离子电池，是变桨系统备用电源的储能装置，电池组与电池管理系统电连接；所述电池管理系统是变桨系统备用电源的核心控制部件，负责监测电池组的运行状态，控制电池组的充放电过程，接收并处理温度传感器和/或状态传感器的信号、参数，控制伺服驱动模块驱动变桨机构执行变桨操作；所述温度传感器用于监测电池组的运行环境温度；所述状态传感器为检测电池组的电压和电流的传感器，包括电流传感器、电压传感器，所述电流传感器用于采集电池组的充电电流，所述电压传感器用于采集电池组的放电电压；所述伺服驱动模块是接受电池管理系统的命令进而控制所述变桨机构进行变桨动作，并将变桨机构的状态信息反馈给伺服驱动模块，伺服驱动模块将该状态信息反馈给电池管理系统；所述变桨机构是驱动风机叶片转动的执行部件，用于实现风机叶片的变桨动作；所述变桨系统备用电源与风机机舱的主控柜相连接，主控柜用于控制风机工作；所述变桨系统备用电源受主控柜控制，接受主控柜的指令向风机变桨系统提供电力，用于驱动变桨系统工作；所述主控柜设有主网检测模块、电池电压检测模块、电池温度检测模块，其中：主网检测模块与电池管理系统电连接，用于检测主网电力情况，并向电池管理系统传递主网电力运行状态参数，为变桨系统进行变桨操作而选择电力来源提供依据；电池电压检测模块与电池管理系统电连接，用于主控柜通过电池管理系统来获取电池组的电压参数；电池温度检测模块直接与电池组电连接，用于主控柜检测电池组的温度参数；所述电池管理系统设有一路备用24V输出，其与主控柜的DC24V电源相电连接，该DC24V电源用于向风机的机械锁提供备用电源。所述温度传感器和电压传感器设置在锂离子电池上，且温度传感器和电压传感器通过COM串行通讯端口与电池管理系统相电连接，以将传感器的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.风机变桨系统备用电源装置，其特征在于：包括电池组、电池管理系统、温度传感器、状态传感器、伺服驱动模块、变桨机构；所述电池组为多个相互串联的锂离子电池，是变桨系统备用电源的储能装置，电池组与电池管理系统电连接；所述电池管理系统是变桨系统备用电源的核心控制部件，负责监测电池组的运行状态，控制电池组的充放电过程，接收并处理温度传感器和/或状态传感器的信号、参数，控制伺服驱动模块驱动变桨机构执行变桨操作；所述温度传感器用于监测电池组的运行环境温度；所述状态传感器为检测电池组的电压和电流的传感器，包括电流传感器、电压传感器，所述电流传感器用于采集电池组的充电电流，所述电压传感器用于采集电池组的放电电压；所述伺服驱动模块是接受电池管理系统的命令进而控制所述变桨机构进行变桨动作，并将变桨机构的状态信息反馈给伺服驱动模块，伺服驱动模块将该状态信息反馈给电池管理系统；所述变桨机构是驱动风机叶片转动的执行部件，用于实现风机叶片的变桨动作；所述变桨系统备用电源与风机机舱的主控柜相连接，主控柜用于控制风机工作；所述变桨系统备用电源受主控柜控制，接受主控柜的指令向风机变桨系统提供电力，用于驱动变桨系统工作；所述主控柜设有主网检测模块、电池电压检测模块、电池温度检测模块，其中：主网检测模块与电池管理系统电连接，用于检测主网电力情况，并向电池管理系统传递主网电力运行状态参数，为变桨系统进行变桨操作而选择电力来源提供依据；电池电压检测模块与电池管理系统电连接，用于主控柜通过电池管理系统来获取电池组的电压参数；电池温度检测模块直接与电池组电连接，用于主控柜检测电池组的温度参数；所述电池管理系统设有一路电力输出，其与主控柜的DC24V电源相电连接，该DC24V电源用于向风机的机械锁提供备用电源。...

【技术特征摘要】
1.风机变桨系统备用电源装置，其特征在于：包括电池组、电池管理系统、温度传感器、状态传感器、伺服驱动模块、变桨机构；所述电池组为多个相互串联的锂离子电池，是变桨系统备用电源的储能装置，电池组与电池管理系统电连接；所述电池管理系统是变桨系统备用电源的核心控制部件，负责监测电池组的运行状态，控制电池组的充放电过程，接收并处理温度传感器和/或状态传感器的信号、参数，控制伺服驱动模块驱动变桨机构执行变桨操作；所述温度传感器用于监测电池组的运行环境温度；所述状态传感器为检测电池组的电压和电流的传感器，包括电流传感器、电压传感器，所述电流传感器用于采集电池组的充电电流，所述电压传感器用于采集电池组的放电电压；所述伺服驱动模块是接受电池管理系统的命令进而控制所述变桨机构进行变桨动作，并将变桨机构的状态信息反馈给伺服驱动模块，伺服驱动模块将该状态信息反馈给电池管理系统；所述变桨机构是驱动风机叶片转动的执行部件，用于实现风机叶片的变桨动作；所述变桨系统备用电源与风机机舱的主控柜相连接，主控柜用于控制风机工作；所述变桨系统备用电源受主控柜控制，接受主控柜的指令向风机变桨系统提供电力，用于驱动变桨系统工作；所述主控柜设有主网检测模块、电池电压检测模块、电池温度检测模块，其中：主网检...

【专利技术属性】
技术研发人员：王恺，鞠景生，张国辉，杜宝刚，
申请(专利权)人：华能新能源股份有限公司蒙东分公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古,15