[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

说明书

本发明提出了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；本发明有效规范了超级电容的设计流程，减少了设计错误，能够快速确认设计的有效性，节约了变桨变桨控制系统项目的实施成本和项目实施工期。

技术领域

本发明属于风力发电领域，具体涉及一种风机变桨控制系统用超级电容参数的模拟计算方法。

背景技术

超级电容是变桨控制系统后备电源模块中的重要关键元器件，在变桨控制系统项目安装实施前，需要为变桨控制系统后备电源模块进行超级电容的选型。在当前技术中，变桨控制系统的超级电容的选型是根据超级电容厂商的推荐和以往项目的应用经验来进行，如果选型过于保守，增加了项目成本，如果选型出现错误则会导致项目延期及成本增加。

而现有技术中仅有针对变桨控制系统在工作过程中对超级电容进行检测评估的技术方案，例如公开号为CN112731003A的发明专利公开了一种变桨控制系统后备超级电容模组健康状态检测方法及装置，在变桨控制系统工作时，能够判断后备超级电容模组健康状态，确保风力发风机发电机组的安全可靠运行，能够提高系统稳定性和可靠性；操作简单，易于实现。又如公开号为CN104166052A的发明专利公开了一种风风机发电机组变桨控制系统超级电容容值的检测方法，在变桨控制系统工作过程中对超级电容容值进行检测，及时发现超级电容发生的问题，避免出现无法正常收浆的问题。

然而这些技术都是针对超级电容完成选型后实施应用于变桨控制系统项目后对其状态进行的检测，现有技术中无法找到针对超级电容如何进行选型的技术方案。本申请人发现若在变桨控制系统项目实施前，能够找到合适的超级电容参数的模拟计算方案，将其作为进行超级电容选型的基础依据，是直接提升变桨控制系统项目后续运行可靠性以及节约项目成本的关键因素。

基于本申请人以及本申请人研发团队在风力发电控制领域的长期专注研究，决定寻求技术方案来解决以上技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种风机变桨控制系统用超级电容参数的模拟计算方法，有效规范了超级电容的设计流程，减少了设计错误，能够快速确认设计的有效性，节约了变桨变桨控制系统项目的实施成本和项目实施工期。

为此，本发明采用的技术方案如下：

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，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。

优选地，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_ratio为所述风机变桨控制系统预设的固定减速比。

优选地，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。

优选地，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：