超级电容检测装置和方法、介质和计算机设备制造方法及图纸

本公开提供一种超级电容检测装置和方法、介质和计算机设备。超级电容检测装置包括：处理电路，通过多个线路电连接到包括彼此串联连接的多个电容模块的超级电容模组的检测点，对每个检测点检测的电压进行放大滤波后对应输出多个检测电压值；采样电路，对多个检测电压值进行采样并输出多个采样电压值；处理器，接收多个采样电压值，并基于多个采样电压值确定超级电容模组的电压是否平衡。超级电容模组的电压是否平衡。超级电容模组的电压是否平衡。

【技术实现步骤摘要】
超级电容检测装置和方法、介质和计算机设备


[0001]本公开涉及超级电容领域，具体地说，涉及一种超级电容检测装置和方法、介质和计算机设备。

技术介绍

[0002]随着风力发电机组的总装机容量的持续攀升，业界对风力发电机组的性能及运行可靠性的要求也逐步提高。
[0003]变桨系统是风力发电机组的控制系统的核心子系统之一，其主要功能有二：一是，风力发电机组正常运行时，根据风速的变化调节桨距角，实现功率的调节和控制；二是，当风力发电机组出现故障时，快速收桨至停机位置，实现气动刹车，保证风力发电机组的安全。
[0004]对于变桨系统而言，当电网电压正常时，驱动变桨电机收桨的动力是通过电网整流后提供的；当电网电压跌落或者断电时，需要后备电源给变桨驱动器提供直流电压，实现叶片安全顺桨，达到安全运行的目的。
[0005]随着作为变桨驱动器的后备电源的超级电容使用时间的延长，超级电容会出现内阻变大、容值衰减，进而导致超级电容单体发热严重、单体过电压，极端情况可能会出现爆炸、着火等风险。
[0006]一旦超级电容出现问题，风力发电机组在出现电网掉电或者其它故障的情况下，就无法正常收桨，存在飞车的风险。
[0007]目前，绝大多数的高压变桨系统没有对超级电容的电压值进行监测，这大大降低了风力发电机组运行的安全可靠性。部分变桨系统检测超级电容的温度和电压，但存在能接受的输入通道数少、运行可靠性低、误报率高等问题中的至少一个，远远不能满足风电行业高可靠性的要求。

技术实现思路

[0008]本公开的目的之一在于提供一种能够确定超级电容模组是否平衡的超级电容检测装置。
[0009]本公开的目的之一在于提供一种能够降低误报率的超级电容检测装置。
[0010]根据本公开的一方面，提供一种超级电容检测装置，该超级电容检测装置包括：处理电路，通过多个线路电连接到包括彼此串联连接的多个电容模块的超级电容模组的检测点，对每个检测点检测的电压进行放大滤波后对应输出多个检测电压值；采样电路，对多个检测电压值进行采样并输出多个采样电压值；处理器，接收多个采样电压值，并基于多个采样电压值确定超级电容模组的电压是否平衡。
[0011]根据本公开的另一方面，提供一种超级电容检测方法，该超级电容检测方法包括：对包括彼此串联连接的多个电容模块的超级电容模组的检测点的电压进行放大滤波，以对应获得多个检测电压值；对多个检测电压值进行采样并获得多个采样电压值；基于多个采
样电压值确定超级电容模组的电压是否平衡。
[0012]根据本公开的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有程序或指令，程序或指令由处理器执行时实现上述超级电容检测方法。
[0013]根据本公开的另一方面，提供一种计算机设备，该计算机设备包括处理器及存储器，存储器中存储有程序或指令，程序或指令由处理器执行时实现上述超级电容检测方法。
[0014]根据本公开的实施例的超级电容检测装置可确定超级电容模组是否平衡。
[0015]根据本公开的实施例的超级电容检测装置可降低误报率。
[0016]根据本公开的实施例的超级电容检测装置可裁剪性强，适应不同电压和能量需要。
附图说明
[0017]通过下面结合附图对本公开的实施例进行的描述，本公开的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
[0018]图1是示出本公开的实施例的超级电容检测装置的框图；
[0019]图2是示出本公开的实施例的超级电容检测装置与超级电容模组的连接方式的示意图；
[0020]图3是示出本公开的实施例的采样处理过程的示意图；以及
[0021]图4至图7是示出本公开的实施例的超级电容检测方法的流程图。
具体实施方式
[0022]现将详细参照附图描述本公开的优选实施例，相同的标号始终指示相同的部件。下面对本公开中使用的术语进行说明。
[0023]超级电容：又名电化学电容，双电层电容、黄金电容、法拉电容，是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容可以反复充放电数十万次。
[0024]超级电容模组：将多个超级电容单体采取串联和/或并联的方式，配合电压均衡和检测系统，用外壳组合而成的组合体。
[0025]变桨控制系统：调整桨叶角度的装置，主要包括变桨控制器、变桨电动机、变桨伺服驱动器、后备电源等部件。
[0026]后备电源：在风电领域，用于在电网掉电时为变桨控制系统提供能量支撑的电源。
[0027]根据本公开的实施例的超级电容检测装置和超级电容检测方法不限于用于风电领域，还可用于其他领域的超级电容的电压平衡检测。
[0028]主要由多个超级电容单体串联形成的超级电容模组可用作后备电源，由于其串联关系，任意一个超级电容单体出现问题将导致整个后备电源失效或者故障。为此，可以每N(N可以为正整数，例如，N可以为30、60等)个超级电容单体为一最小检测单元，布置检测电路对整个电源系统进行电压检测。
[0029]图1是示出本公开的实施例的超级电容检测装置的框图，图2是示出本公开的实施
例的超级电容检测装置与超级电容模组的连接方式的示意图，图3是示出本公开的实施例的采样处理过程的示意图。
[0030]如图1所示，根据本公开的实施例的超级电容检测装置可包括处理电路200、采样电路300和处理器400。
[0031]处理电路200可以用于对超级电容模组100的各个检测点检测的电压进行放大滤波并且对应输出检测电压值。
[0032]处理电路200可包括放大器和滤波器，放大器可由运放构成，滤波器可以为2极点、低通巴特沃兹滤波器，该滤波器可以设置在放大器之后。
[0033]放大器可以为差动放大器，其典型特性可以接受高共模电压(范围：
±
600V)，具体地，放大器可具有非常高的输入共模电压范围，可以在最高
±
600V的高共模电压情况下精确测量差分信号，该放大器可以取代昂贵的隔离放大器，可以对输入提供最高
±
600V的共模或差分瞬变电压保护。
[0034]差动放大器的正输入端和负输入端可分别电连接到最小检测单元(例如，电容模块)的两端，差动放大器的输出端可电连接到滤波器的输入端，滤波器的输出端可电连接到采样电路300。
[0035]上述处理电路200的构造仅仅是示例，处理电路200不限于特定类型的放大器和滤波器。
[0036]超级电容模组100可包括彼此串联连接的多个电容模块，处理电路200可通过多个线路电连接到超级电容模组的检测点，对检测点检测的电压进行放大滤波后对应输出多个检测电压值。
[0037]如图1和图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超级电容检测装置，其特征在于，包括：处理电路，通过多个线路电连接到包括彼此串联连接的多个电容模块的超级电容模组的检测点，对每个检测点检测的电压进行放大滤波后对应输出多个检测电压值；采样电路，对所述多个检测电压值进行采样并输出多个采样电压值；处理器，接收所述多个采样电压值，并基于所述多个采样电压值确定所述超级电容模组的电压是否平衡。2.根据权利要求1所述的超级电容检测装置，其特征在于，所述采样电路以第一预定时间间隔对所述多个检测电压值进行预定次数的第一采样，以针对每个检测点获得一组采样电压值，所述处理器基于每组采样电压值的中间值确定所述超级电容模组的电压是否平衡。3.根据权利要求2所述的超级电容检测装置，其特征在于，所述处理器基于每组采样电压值的中间值以及基于所有中间值确定的平均值之差确定所述超级电容模组的电压是否平衡。4.根据权利要求3所述的超级电容检测装置，其特征在于，所述处理器被配置为：对每组采样电压值进行排序并分别获取中间值；计算所有中间值的平均值；计算每个中间值与所述平均值的差值；基于每个差值分别获得标志位；顺序存储与多组采样电压值对应的多个标志位以获得第一组检测数据；基于所述第一组检测数据确定所述超级电容模组的电压是否平衡，其中，标志位的位数分别与检测点的数量以及采样电压值的组数对应。5.根据权利要求4所述的超级电容检测装置，其特征在于，所述处理器响应于差值在预定范围之内，将相应的标志位置为0；所述处理器响应于差值不在所述预定范围之内，将相应的标志位置为1，并且确定存在不平衡的检测点的位置。6.根据权利要求5所述的超级电容检测装置，其特征在于，所述处理器响应于所述第一组检测数据包括二进制数1而确定所述超级电容模组的电压不平衡。7.根据权利要求5所述的超级电容检测装置，其特征在于，所述采样电路以第二预定时间间隔进行N次所述第一采样，所述处理器对应获得N组检测数据，并且基于所述N组检测数据确定所述超级电容模组的电压是否平衡，其中，N是大于等于2的自然数，所述第二预定时间大于所述第一预定时间。8.根据权利要求7所述的超级电容检测装置，其特征在于，所述处理器响应于所述N组检测数据中的每组检测数据均包括二进制数1且每组检测数据完全相同，确定所述超级电容模组的电压不平衡。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的超级电容检测装置，其特征在于，所述多个电容模块包括并联的第一电容单元和第二电容单元，所述第一电容单元包括串联的第一电容模块、第二电容模块及第三电容模块，所述第二电容单元包括串联的第四电容模块、第五电容模块以及第六电容模块，每个电容模块包括相同数量的多个电容单体。10.根据权利要求1所述的超级电容检测装置，其特征在于，所述处理电路包括差动放大器和滤波器，所述差动放大器的正输入端和负输入端分别电连接到所述电容模块的两
端，所述差动放大器的输出端电连接到所述滤波器的输入端，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智勇，
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：