[发明专利]一种风机变桨控制系统用超级电容参数的模拟计算方法

权利要求书

1.一种风机变桨控制系统用超级电容参数的模拟计算方法，作为后备电源进行超级电容选型的依据，其特征在于，包括基于预先确定的安全收桨参数需求来计算确定超级电容的允许最小电压和/或计算超级电容的容量和/或计算超级电容的充电时间。

2.根据权利要求1所述的模拟计算方法，其特征在于，基于风机发风机发电机和收桨速度来计算所述超级电容的允许最小电压；其中，所述超级电容的允许最小电压的计算公式为：

其中，Umin为所述风机变桨控制系统运行时超级电容的最低电压，将其作为所述超级电容的允许最小电压；V_deg/s为桨叶速度；C_e为风机发风机发电机的电势常数；K_ratto为所述风机变桨控制系统预设的固定减速比。

3.根据权利要求1所述的模拟计算方法，其特征在于，基于在超级电容紧急收桨过程中所述风机变桨控制系统需要消耗的总能量来确定所述超级电容的容量需求，然后基于该超级电容的容量需求计算所述超级电容的容量。

4.根据权利要求1所述的模拟计算方法，其特征在于，确定所述超级电容的容量需求的计算公式为：

E_demand＝n×E_total；其中，E_demand为所述超级电容的容量需求；E_total为所述风机变桨控制系统需要消耗的总能量，n为所述风机变桨控制系统需要的收桨次数；

所述超级电容的容量的计算公式为：

其中，C_total为所述超级电容的容量；U_start为超级电容的额定电压，U_stop为所述风机变桨控制系统的工作截止电压。

5.根据权利要求3或4所述的模拟计算方法，其特征在于，所述风机变桨控制系统需要消耗的总能量包括桨叶加速到最大收桨速度时所需的能量、在变桨低压穿越LVRT期间和紧急收桨期间负载消耗的能量以及变桨控制系统DC\DC开关电源在紧急收桨期间负载消耗能量的总和。

6.根据权利要求5所述的模拟计算方法，其特征在于，所述桨叶加速到最大收桨速度时所需的能量的计算公式为：

其中，E_acc为所述桨叶加速到最大收桨速度时所需的能量，J_motor为风机发风机发电机的转动惯量；J_blade为桨叶的转动惯量；ω为收桨速度。

7.根据权利要求5所述的模拟计算方法，其特征在于，所述在变桨低压穿越LVRT期间和紧急收桨期间负载消耗的能量的计算公式为：

其中，E_normal为所述在变桨低压穿越LVRT期间和紧急收桨期间负载消耗的能量；P为紧急收桨功率；t_LVRT为LVTR的延时时间；t_emergency为紧急收桨时间；η₁·η₂为收桨效率；T_normal为风机发风机发电机的力矩；N_emergency为紧急收桨时的转速。

8.根据权利要求5所述的模拟计算方法，其特征在于，所述变桨控制系统DC\DC开关电源在紧急收桨期间负载消耗能量的计算公式为：

E_DCDC＝P·(t_LVRT+t_emergency)；

其中，E_DCDC：为变桨控制系统DC\DC开关电源在紧急收桨期间负载消耗能量；t_LVRT为LVTR的延时时间；t_emergency为紧急收桨时间；P为DC\DC开关电源的功率。