[实用新型]风力发电用电池充放电控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种充放电控制装置，尤其涉及一种风力发电用电池充放电控制装置。

背景技术

看上去像竖起的风扇状风力发电装置由一个高七八十米的塔柱和三片长达六七十米的风轮叶片组成，每组风轮叶片由一个独立的大功率伺服电机带动其收放，一个重要的要求是一旦出现停电，必须自动馈入后备电源，继续维持三组风轮叶片伺服持续工作15秒以上，直到风轮叶片完全收回为止；如其不然，塔柱就会倒塌，事故之危险、经济损失之大不言而喻。不期停电现象难免发生，但停电时风轮叶片必须完全收回，因此需要引入一种后备电源来解决这个问题，然而通过母线回馈使伺服工作的直流电压必须达到500V以上，考虑波动情况，其实应按600V设计，尝试用大容量UPS电源，结果证明，由于风场恶劣的环境条件包括充电电压在DC450V—DC650V范围波动，加上UPS中常规元件的技术指标所限，UPS电源损坏快、故障率高还经常爆炸，最终放弃，也曾尝试用超级电容的排布来满足需要，但超级电容在风场极其恶劣的工作环境下经常出现某几个受潮失效而导致其余超级电容的负担加重，承受不起高输入电压，迅速发生爆炸，因此也不能实用。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种可以满足在发生停电时自动将电池组馈入伺服的直流母线回路保证风轮叶片完全收回的控制装置。

为解决这一技术问题，本实用新型提供了一种风力发电用电池充放电控制装置，包括电池组、控制装置和驱动风轮叶片伺服驱动器的直流母线，控制装置设有接线端子BAT+、BAT-、BUS+和BUS-，其中BAT+、BAT-接电池组的正负极、BUS+、BUS-分别接直流母线电压正负端；所述控制装置包括上位控制模块、一个充放电模块和用于电量检测与信号传递的检测模块；所述充放电模块跨接于直流母线电压回路（BUS+、BUS-）和电池组电压回路（B+、B-）的接线端子BUS+与B+之间，由整流二极管组组成，通过BUS+与B+两端的压差变化实现充电或放电的转换；所述检测模块是将直流母线电压回路（BUS+、BUS-）和电池组电压回路（B+、B-）通过电阻按不同比例分压后形成六个对比检测点，分别接入比较器-1～比较器-6的正负输入端，所述比较器-1～比较器-6的输出端通过接线端子传给上位控制模块，自动判断并给出电量充裕无须充电、电量稍低可充可不充、电量偏低亟需充电、电池有损坏等四种状态指示并将信号传给上位控制器，上位控制器适时下达执行命令，让电池组始终处在DC500V的状态，一旦出现停电，自动将电池组电流馈入直流母线，继续维持对伺服驱动器的供电并维持15秒以上，保证风轮叶片完全收回。

在接线端子BAT+和BAT-之间连接两个继电器KA4和KA5实现自动换档，切换不同限流阻值，实现快充、正常充、慢充和停充功能。

所述电池组采用41节12V铅酸锂电池串联而成，其充满状态的总输出电压为DC500V~DC530V。 

所述上位控制模块的核心控制芯片采用了工业级的单片机。

每套风电装置配三套电池组1和三套控制装置2，确保停电时至少有一套以上电池组1电能充裕不会有危险事故发生。

有益效果：本实用新型在在出现停电时，会自动将电池组电流馈入直流母线，继续维持对伺服驱动器的供电，经过风场实际测试本装置所提供的后备电池完全可以维持15秒以上的后续供电，足以保证风轮叶片完全收回，本实用新型具有结构精巧、测量精准、抗干扰能能力强，在设计方面还采用了一些新技术、新材料与新工艺。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图；

图2为本实用新型的印制线路板上的元器件布置图；

图3为本实用新型的控制柜底板印制线路板的线路图。

图中：1电池组、2控制装置、3直流母线、4上位控制模块、5充放电模块、6检测模块、7整流二极管组。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做具体描述。

图1所示为本实用新型的电路原理图。

本实用新型包括电池组1、控制装置2和驱动风轮叶片伺服驱动器的直流母线3，控制装置2设有接线端子BAT+、BAT-、BUS+和BUS-，其中BAT+、BAT-接电池组1的正负极、BUS+、BUS-分别直流母线6电压正负端。

所述电池组1采用41节12V铅酸锂电池串联而成，这种电池只要限制好充电电流，高电压对它没多大影响；另外，放电电流很大时，只影响放电时间，并不会危害电池本身；其充满状态的总输出电压为DC500V~DC530V。