CN102680906B - 一种兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法，包括如下步骤：（1）在保证机组安全的前提下，将机组从待机模式转换到维护模式；（2）手动控制将变桨系统3个桨叶开桨到0°；（3）断开安全链，使变桨系统3个桨叶同时利用变桨电池顺桨到91°，根据桨叶从0°紧急顺桨到91°的时间和变桨速度与正常值进行比对，判断变桨电池是否有足够的容量满足紧急顺桨的需要，避免出现在机组运行过程中出现电池容量不足的情况。本发明通过紧急顺桨，利用叶片带载电池放电的方式进行电池测试，保证了测试变桨电池容量的准确性。可以让风场现场测试人员，在中控室即可完成变桨电池测试，方便快捷，节省了大量的人力物力。
Description
技术领域
本发明涉及风电控制领域，具体地，涉及一种兆瓦级风电机组变桨电池测试方法。
背景技术
兆瓦级风力发电机组变桨系统一般配有三个电池柜，每个柜子内包含三组电池，每组电池六节，为阀控式铅蓄电池。单节电池额定电压12V，每组额定电压72V，柜内三组电池通过短接端子连接，每个柜子额定电压配置216V。变桨系统电池组是风电机组非常重要的组成，它是整个系统的后备电源，在风电机组安全链断开或者电网断电的情况下，使用电池实现紧急顺桨功能，电池驱动变桨电机，将桨叶收回到安全位置，保证了整个系统的安全性和可靠性。
铅蓄电池性能除了受本身特性的影响外，还受其他各种因素影响，其中主要包括：使用的环境温度、充/放电次数等。上述原因可能导致铅蓄电池的性能的下降，甚至失效，从而对整个机组的安全和可靠性产生严重的影响。
由于铅蓄电池本身的特性，通过测试铅蓄电池的电压的方式无法完全反映电池的实际状况，而现有的变桨系统均是采用此方式来监控电池容量，本身存在不足。测试铅蓄电池内阻的方式比较准确，但需要使用专门的内阻测试仪，对单节电池逐个进行测试，耗时费力。
发明内容
本发明的目的是提供一种兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法，使风电场维护人员可在中控室远程对变桨电池进行定期检查，确保电池的容量能够满足机组进行紧急顺桨的操作，保证测试的准确性和风电机组在安全链断开或者电网断电的情况下的安全，克服现有的变桨系统本身的不足。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法，包括如下步骤：
（1）在保证机组安全的前提下，将机组从待机模式转换到维护模式；
（2）手动控制将变桨系统3个桨叶开桨到0°；
（3）断开安全链，使变桨系统3个桨叶同时利用变桨电池顺桨到91°，根据桨叶从0°紧急顺桨到91°的时间和变桨速度与正常值进行比对，判断变桨电池是否有足够的容量满足紧急顺桨的需要。
进一步地，在所述步骤（2）之前，在机组的主控程序中新加一个变桨电池测试位，当变桨电池测试位为默认的FALSE时，变桨系统3个桨叶开桨的限值是默认的50°；当变桨电池测试位置TRUE，变桨电池测试功能使能，变桨系统3个桨叶开桨的限值被修改为0°。
进一步地，在变桨电池测试位置TRUE的同时，机组的主控程序自动激活高速主轴刹车。
进一步地，所述步骤（1）中，机组安全包括机组无故障、安全链闭合、10分钟平均风速小于6m/s、变桨系统3个桨叶均位于89°的情况。
进一步地，所述步骤（2）中，变桨系统3个桨叶开桨到0°的过程中，查看变桨系统3个轴桨叶角度的变化，如有异常，手动控制将变桨系统3个桨叶顺桨到89°，排除异常情况后，重新开始变桨电池测试。
进一步地，所述步骤（3）中，在变桨系统3个桨叶同时利用电池顺桨到91°的过程中，如果出现顺桨完成不了的情况，则需对变桨系统进行检查，必要时更换电池，结束变桨电池测试。
进一步地，所述步骤（3）中，风场SCADA系统保存从断开安全链开始25秒的3个桨叶的角度值数据和变桨速度数据，并可绘制桨叶的角度值数据和变桨速度数据对应时间的图形；时间和变桨速度与正常值进行比对，并判断各个轴桨叶之间的差距是否过大，变桨电池是否有足够的容量满足紧急顺桨的需要，若正常，给出测试报告，若不正常，给出更换电池的警告。
采用上述技术方案后，本发明至少具有以下优点：
1、在对变桨系统测试期间，机组的高速轴刹车动作，保证主轴不会转动，机组处于静止状态，保证了机组的安全。
2、通过紧急顺桨，利用叶片带载电池放电的方式进行电池测试，保证了测试变桨电池容量的准确性。
3、测试人员可在风电场中控室利用SCADA远程实现变桨电池测试，方便快捷，节省了大量的人力物力。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1所示，本发明一种兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法，主要包括在保证机组安全的前提下，将机组从待机模式转换到维护模式；手动控制将变桨系统3个桨叶开桨到0°，断开机组的安全链，变桨系统3个桨叶利用变桨电池供电顺桨到91°，通过变桨系统紧急顺桨的速度和时间与正常值进行对比来判断电池容量是否足够，避免出现在机组运行过程中出现电池容量不足的情况。
具体来说，在风电场中控室SCADA系统中，分出了一个单独的视图来实现变桨电池自动测试。在该视图中，可选择测试机组，选中某个机组后，该机组的10分钟平均风速、3个桨叶的桨叶角度、3个桨叶的91°限位开关状态、变桨电池测试位状态、维护状态、开桨状态、顺桨状态、断开安全链状态和高速主轴刹车状态即可显示出来。
在10分钟平均风速小于6m/s，机组无故障，此时机组3轴变桨角度均为89°，【断开安全链】按钮对应指示灯为0，安全链闭合的情况下，点击【维护】按钮，【维护】指示灯由0变为1，机组由待机模式转换为了维护模式。点击【变桨电池测试位】按钮，【变桨电池测试位】指示灯由0变为1，变桨电池测试功能使能。
点击【开桨】按钮，机组变桨系统3轴利用电网主电将变桨角度从89°开桨到0°，如果在开桨过程中出现异常，点击【顺桨】按钮，机组变桨系统3轴利用电网主电将变桨角度重新顺桨到89°。如果机组变桨系统3轴正常开桨到0°，再次点击【顺桨】按钮，按钮对应指示灯由1变为0。点击【断开安全链】按钮，按钮对应指示灯由0变为1，此时安全链断开，机组变桨系统3轴利用变桨电池将桨叶紧急顺桨到91°，各轴对应的91°限位开关状态由0变为1。
如果出现顺桨操作完成不了的情况，则需对变桨系统进行检查，必要时更换电池。
SCADA系统自动将该测试机组的从断开安全链开始的25秒数据保存下来，选择该测试机组后，点击【查询结果】，即可将该机组的测试数据（角度值数据和变桨速度数据）读取出来，点击【绘图】按钮，可以画出变桨系统3个轴顺桨的速度和完成时间的图形，通过与正常的顺桨速度和完成时间进行比对，并判断各个轴之间的差距是否过大，给出测试结果，判断电池是否正常，如不正常，给出更换电池的警告。
再次点击【断开安全链】按钮，【断开安全链】指示灯由1变为0，安全链重新闭合。再次点击【变桨电池测试位】按钮，【变桨电池测试位】指示灯由1变为0，取消变桨电池测试功能。再次点击【维护】按钮，【维护】指示灯由1变为0，机组维护模式转为待机模式。点击【复位】按钮，将断开安全链所报的故障复位掉，风力发电机组变桨系统3轴重新回到89°，至此变桨电池测试过程结束。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）在保证机组安全的前提下，将机组从待机模式转换到维护模式；
（2）手动控制将变桨系统3个桨叶开桨到0°；
（3）断开安全链，使变桨系统3个桨叶同时利用变桨电池顺桨到91°，根据桨叶从0°紧急顺桨到91°的时间和变桨速度与正常值进行比对，判断变桨电池是否有足够的容量满足紧急顺桨的需要。
2.根据权利要求1所述的兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法，其特征在于，在所述步骤（2）之前，在机组的主控程序中新加一个变桨电池测试位，当变桨电池测试位为默认的FALSE时，变桨系统3个桨叶开桨的限值是默认的50°；当变桨电池测试位置TRUE，变桨电池测试功能使能，变桨系统3个桨叶开桨的限值被修改为0°。
3.根据权利要求2所述的兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法，其特征在于，在变桨电池测试位置TRUE的同时，机组的主控程序自动激活高速主轴刹车。
4.根据权利要求1、2或3所述的兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法，其特征在于，所述步骤（1）中，机组安全包括机组无故障、安全链闭合、10分钟平均风速小于6m/s、变桨系统3个桨叶均位于89°的情况。
5.根据权利要求4所述的兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法，其特征在于，所述步骤（2）中，变桨系统3个桨叶开桨到0°的过程中，查看变桨系统3个轴桨叶角度的变化，如有异常，手动控制将变桨系统3个桨叶顺桨到89°，排除异常情况后，重新开始变桨电池测试。
6.根据权利要求4所述的兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法，其特征在于，所述步骤（3）中，在变桨系统3个桨叶同时利用电池顺桨到91°的过程中，如果出现顺桨完成不了的情况，则需对变桨系统进行检查，必要时更换电池，结束变桨电池测试。
7.根据权利要求4所述的兆瓦级风力发电机组变桨电池测试方法，其特征在于，所述步骤（3）中，风场SCADA系统保存从断开安全链开始25秒的3个桨叶的角度值数据和变桨速度数据，并绘制桨叶的角度值数据和变桨速度数据对应时间的图形；时间和变桨速度与正常值进行比对，并判断各个轴桨叶之间的差距是否过大，变桨电池是否有足够的容量满足紧急顺桨的需要，若正常，给出测试报告，若不正常，给出更换电池的警告。
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