基于超级电容器的风电变桨ＵＰＳ系统技术方案

本发明专利技术公示了一种基于超级电容器的风电变桨ＵＰＳ系统及其控制方法，它包括超级电容器组（１０）、充放电电路（２０）、控制电路（３０）及接触器（５０）。超级电容器组（１０）和充放电电路（２０）连接，充放电电路（２０）通过接触器（５０）与直流母线（４０）连接，控制电路（３０）和充放电电路（２０）连接；控制电路（３０）控制充放电电路（２０）的工作过程，整个系统由接触器（５０）控制着与直流母线（４０）的通断。本发明专利技术通过控制电路（３０）控制能量在超级电容器组（１０）和直流母线（４０）间的双向流动，实现不间断供电；本发明专利技术设计原理简单，结构灵活，同时高效的充放电控制策略能够提高超级电容器的能量利用率，减少了安装容量，降低了系统成本，从而大幅度提高了系统的技术性能和经济性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种风电变桨用的不间断电源(UPS)及其控制方法，尤其是一种风电变桨中使用的由超级电容器组成的不间断电源及其控制方法，具体地说是一种基于超级电容器的风电变桨UPS系统及其控制方法。
技术介绍
众所周知，现代风力发电机技术不仅要求最大限度的利用风能，提高效 率，而且要求加强整个风机的安全性能。变桨距系统，因其在额定风速下能 提高捕获风能效率，获得最佳能量输出，因而逐渐占据了风力发电机的主导 地位，特别是在大型风机中获得了越来越多的应用。变桨距系统还必须在风 速过快的情况下通过控制叶片来保护风机不被损坏，因此变桨距系统是保证 整个风机安全性的关键，对于它本身的安全稳定运行具有很高的要求，必须要配置一套UPS系统以保证在电网电压停电或发生中断或跌落时，变桨距系统还能够正常运行，以防止此时出现风速过快的情况而损坏整个风机。在发电变桨距系统中，UPS系统的主要功能是一旦电网电压不正常，立即 启动给变桨距系统供电，控制叶片转到安全的位置，因此风电变桨UPS系统对于储能单元有着很高的要求。首先，风力发电厂本身的工作环境差异很大，要求风电变桨UPS系统的储能单元具有很强的环境适应能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超级电容器的风电变桨ＵＰＳ系统，包括超级电容器（１０）、充放电电路（２０）、接触器（５０）和控制电路（３０），其特征是所述的超级电容器（１０）的输出端接充放电电路（２０）的输入端，充放电电路（２０）的输出端接直流母线（４０），接触器（５０）串接在直流母线（４０）的一输出线上，充放电电路（２０）内嵌的传感器（８０）的输出端接控制电路（３０）对应的控制输入端，控制电路（３０）的一个控制输出端接充放电电路（２０）的控制输入端，控制电路（３０）的另一个控制输出端接接触器（５０）的控制端。

【技术特征摘要】
1. 一种基于超级电容器的风电变桨UPS系统，包括超级电容器(10)、充放电电路(20)、接触器(50)和控制电路(30)，其特征是所述的超级电容器(10)的输出端接充放电电路(20)的输入端，充放电电路(20)的输出端接直流母线(40)，接触器(50)串接在直流母线(40)的一输出线上，充放电电路(20)内嵌的传感器(80)的输出端接控制电路(30)对应的控制输入端，控制电路(30)的一个控制输出端接充放电电路(20)的控制输入端，控制电路(30)的另一个控制输出端接接触器(50)的控制端。2、 根据权利要求1所述的基于超级电容器的风电变桨UPS系统，其特征是所 述的控制电路(30)还连接有电压和电流信号传感器(60， 70)，电压和电流 信号传感器(60)的输入端与超电容器(10)相连，电压和电流信号传感器(60)的输入端与直流母线(40)相连。3、 根据权利要求1所述的基于超级电容器的风电变桨UPS系统，其特征是所 述的超级电容器(10)或为单体结构，或为由单体超级电容器串并联组成的 超级电容器组。4、 根据权利要求1所述的基于超级电容器的风电变桨UPS系统，其特征是所述 的控制电路(30)包括信号采样单元(31)、 A/D转换单元(32)、用户指令单 元(33)、计算控制单元(34)以及隔离驱动单元(35)，其中负责采集系统 参数、输出电压信号的信号采样单元(31)的输出端与A/D转换单元(32) 对应的输入端相连，A/D转换单元(32)的输出端与计算控制单元(34)相连， 用户指令单元(33)的输出端也与计算控制单元(34)对应的输入端相连， 计算控制单元(34)的控制信号输出端与隔离驱动单元(35)对应的输入端 相连。5、 根据权利要求1所述的基于超级电容器的风电变桨UPS系统，其特征是所 述的充放电电路(20)由双向Buck-Boot电路(120)组成，它包括可控功率开 关管(23， 25)、功率二极管(24， 26)、电感(22)、滤波电容(21， 27)，电感 (22)的22a端与端口 (100)的正端100a连接；电感(22)的22b端与功率开关管(23)的23a端及功率二极管(24)的阴极24a端连接，功率开关管(23)的23b 端与二极管(24)的阳极24b连接，并与端口 (100)的负端100b及端口(29)的 负端29b连接；电感(22)的22b端与功率开关管(25)的25a端及功率二极管 (26)的阳极26a端连接，功率开关管(25)的25b端与二极管(26)的阴极26b 连接，并与端口(29)的正端29a连接；滤波电容(21)与端口(100)并联连接， 滤波电容(27)与端口 (29)并联连接。6、 根据权利要求1所述的基于超级电容器的风电变桨UPS系统，其特征是所 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦统振，王司博，唐西胜，齐智平，苏迎东，凌付东，杨宝峰，陈怀林，
申请(专利权)人：江苏双登集团有限公司，中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]