[发明专利]风电变桨系统的备用供电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电设备，尤其涉及一种风电变桨系统中的备用供电装置。

背景技术

随着不可再生能源在世界范围面临枯竭的窘境，为满足工业化生产和人类生活所需，人们对太阳能、风力、水力这些可再生能源的关注和利用已日渐提升。其中，风力发电是一种已经发展相对成熟的能源开发技术，尤其在高原、沿海等地区有着广泛的普及应用。

在风电变桨系统中，为了保证电网瞬时掉电时变桨系统仍然能够可靠工作，以及风机故障等特殊情况下，变桨系统能够收拢桨叶。系统必须拥有自己的后备电源。如图1所示，以往的做法是在电源的直流母线上通过二极管10并联一个蓄电池组12，当电网正常时，后备蓄电池组12处于充电状态，当由于掉电或其他原因导致电网电压跌落时，就改为由蓄电池组12供电。电网正常时，自动恢复成电网供电。这种方案属于在线式后备电源方案，两电源自动切换，中间不存在切换时间、冲击电流等问题。

在风电变桨系统中，后备电池组12一般采用阀控免维护铅酸蓄电池，而给其充电的充电器14一般采用开关电源电路，由单片机监控电池的电压来控制充电状态。通过调整开关管的PWM来输出一定的电压，对电池进行充电；是一种开关电源式的充电方式。这种充电方式的电压瞬时升高，电流相对较小，电池的充电时间较长；并且在电池组充电接近充满时容易产生振荡现象及过充电现象。

以上方案虽然被广泛应用，但也暴露了一些问题，主要是以下几个方面：

1：蓄电池组的维护麻烦：蓄电池组的实际在使用寿命在3年左右。而蓄电池的更换非常麻烦，不仅要停掉风机，还要搬运蓄电池组。

2：蓄电池充电时间长：蓄电池组的充电时间比较长。快充则容易减短蓄电池组的寿命乃至充坏。慢充则充电时间长。

3：蓄电池组使用时会对环境造成污染：蓄电池的制造，使用环节都会对环境造成污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种改进的风电变桨系统中的备用供电装置，采用更加可靠的、充电时间较短的超级电容加充电器的结构来作为备用供电装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种风电变桨系统中的备用供电装置，其中，所述风电变桨系统中的备用供电装置包括一电性连接电源直流母线的二极管，与所述二极管并联的电容组，以及与所述电容组并联的电容充电器。

作为本发明进一步改进，所述电容组由多个电容模块组合而成。

作为本发明进一步改进，所述电容组包括两组由多个电容模块串联的第一串联组和第二串联组，所述第一串联组并联所述第二串联组。

作为本发明进一步改进，所述第一串联组为15个电容模块串联而成，所述第二串联组为15个电容模块串联而成。

作为本发明进一步改进，所述电容模块的特性为16V/58F。

作为本发明进一步改进，所述电容充电器包括开关电源电路、与所述开关电源电路并联的电压电流调整电路、与所述电压电流调整电路串联的光电隔离电路，以及与所述电压电流调整电路并联的监测报警电路。

作为本发明进一步改进，所述开关电源电路通过开关管开关高频变压器来对外输出直流电。

作为本发明进一步改进，所述高频变压器的拓扑结构为反激式。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可靠性较强、充电时间较短。

附图说明

图1是现有技术的风电变桨系统的备用供电装置的电路图。

图2是本发明的具体实施方式的风电变桨系统的备用供电装置的电路图。

图3是本发明的电容组的电路图。

图4是本发明的电容充电器的电路图。

具体实施方式

下面参照附图以示例的方式对本发明的具体实施方式进行说明。

本发明揭示了一种风电变桨系统的备用供电装置。

如图2所示，本发明的风电变桨系统专用的备用供电装置包括用于替代现有技术中后背电池组的电容组21和用于替代现有技术中蓄电池充电器的电容充电器23。即是电性连接电源的直流母线的二极管20，与所述二极管20并联一个电容组21，所述电容组21并联所述电容充电器23。