变桨系统电池管理解决方案
BPMM-2风机变桨系统电池监测优化方案设计
新能源BPMM-2风机变桨系统电池监测优化方案设计尹树强"银建东"庞铁(国华(苏尼特右旗)新能源有限公司，内蒙古026000)摘要：：B PMM-2风机变桨系统的后备电源设计方面有问题，导致风机存在严重的安全隐患，可能引发重大安全事故。
为此,本文提出了BPMM-2风机变桨系统电池监测优化方案。
关键词：变桨系统；蓄电池；内阻监测中图分：TM912:ADesign of Battery Monitoring Optimization Scheme for BPMM-2Fan Pitch SystemYIN Shuqian g,YIN Jiandon g,PANG Tie(Guohua(Sunit Right Banner)New Energy Co.,Ltd.,Inner Mongolia026000,China)Abstract:There are problems in design of the backup power supply of BPMM-2fan pitch system,which leads to serious safety hazards of the wind turbine and will cause safety accidents.In view of this,the battery monitoring optimization scheme for BPMM-2fan pitch system was proposed.Key words:pitch system&battery；internal resistance detectionBPMM-2风机变桨系统由于后备电计方面的漏机存在十的安全隐患，情况：发大。
后备电源的箱体结构、保温措施以及电‘电管理设计方面存在问题，在低温情况下，电池组充电不地就没有容量，在电网停电或紧急停机就现紧急顺桨的。
风场变桨电池组为什么使用寿命短(13.9.3)
为什么风电机组中的变桨电池组使用寿命短（北京温德特克风电科技有限公司侯砚杰）摘要：近年来，中国风电行业发生了重大变化，装机容量不断攀升。
几年时间，装机量超过欧洲、美国，成为风电第一大国。
随着风电机组投运的时间不断增长，运行中的一些设备故障逐渐显现，其中电动变桨风机蓄电池组频繁故障，给风场运营带来了直接的影响。
本文阐述了风电机组变桨电池故障的原因及解决方案。
关键词：变桨电池组、损坏、故障原因、解决方案引言 1．电动变桨风机为了确保在风电机组失去外供电的情况下能够使风电机组安全地顺桨停机，厂家在变桨系统的设计中加入三套蓄电池组做为变桨驱动的后备储能装置。
蓄电池采用阀控铅酸蓄电池（VRLA）、制造商：Pansonic 型号：LC-P127R2P1当风电机组结束了为期二年的保修期后，变桨电池组的运行时间超过三年以上时，其电池组失效的问题就日趋明显，电池组的备件更换量加大，采购费用也明显增多。
以下问题经常困扰着业主。
- 原装蓄电池可以使用3年以上后，经常发生停机充电现象，停机时间影响正常发电量；- 更换了国产蓄电池组后，其使用寿命较短，1年甚至更短；- 蓄电池发生漏液、鼓胀，并且因电池组为整体粘接无法对单支电池进行更换，只能整组更换；- 有人怀疑是否采购了假蓄电池？2．为了解决风场变桨电池组存在的问题，我们对某台风电机组的变桨电池组运行状况进行了24小时监测，以便发现其中的问题所在。
2.1.测试基础信息中国河北省张家口市张北县大满井风场 28号风机（41.150231, 114.508448），测试机型：某型1500KW测试时间：2*24小时监控监测电池组数量：1组，（一组新电池）监测数据：一组电池中各单只电池相关数据数据采样时段：2013年8月15日12:00—2013年8月16日12:002.2．采样数据（表-1）24小时电池组使用状况监测数据（截取部分采集数据）（表-1）2.3. 数据现象电池组与监控模块安装在风机后，3小时后风机启动，该风机 CONVERTEC 充电器启动，开始对电池组充电，每个电池箱连续充电15分钟，45分钟为一个充电循环。
变桨系统在海上风力发电装置中的电能质量分析与优化方法研究
变桨系统在海上风力发电装置中的电能质量分析与优化方法研究随着全球对可再生能源的越来越高的需求，海上风力发电作为一种清洁、可持续的能源发电方式，逐渐成为了研究的热点。
而在海上风力发电装置中，变桨系统作为其中重要的组成部分，对电能质量的分析与优化具有重要意义。
本文将探讨变桨系统在海上风力发电装置中的电能质量分析与优化方法。
首先，需要对变桨系统的工作原理进行简要介绍。
变桨系统主要由桨叶、变桨机构和电气控制系统组成。
其主要功能是通过改变桨叶的角度，调整风轮对风的捕获能力，从而实现风能的最大化利用。
然而，变桨系统的操作可能会引起电能质量的问题。
一种常见的电能质量问题是电压波动。
变桨系统的操作可能导致风轮受到风力的变化而产生振动，从而引起电网侧的电压波动。
这种波动可能对电网的稳定性和电能质量产生不利影响。
因此，有必要对变桨系统的电压波动进行分析与优化。
为了分析电压波动问题，可以采用实测数据来评估变桨系统的性能。
通过监测风轮转速、桨叶角度以及电网侧的电压波动，可以检测到变桨系统的潜在问题。
同时，还可以使用模拟仿真工具，如MATLAB/Simulink等，来分析变桨系统的运行状态和电能质量状况。
在分析的基础上，可以采取一些优化措施来减小电压波动。
其中一种方法是调整变桨系统的参数，如减小变桨机构的灵敏度或增加系统的阻尼，以减小风力变化对电压的影响。
另一种方法是使用控制策略，例如采用模糊逻辑控制或神经网络控制算法，来优化变桨系统的响应速度和稳定性，从而减小电压波动。
此外，还可以考虑引入能量储存系统来优化电能质量。
当风力较强时，变桨系统可以将多余的电能储存起来，而在风力较弱或无风时则将储存的能量释放供电使用，从而平衡电网侧的电能供需关系，减小电压波动。
关于电能质量分析与优化方法的研究，还需要考虑海上环境的特殊性。
海上风力发电装置常常面临着复杂的环境条件，如海浪、风力等。
这些环境因素可能对变桨系统的运行状态和电能质量产生影响。
风机变桨系统电池系统改造方案
摘 要 ： 针对风机 变桨 系统 中电池 系统存在的 问题进行 简要分析 ，同时制定 了相应的 改造 方案 ，从 而提 高变桨 系统及
风机 的运行稳定性和可靠性。
关键词 ： 风机 变桨 系统 ；蓄 电池 ；改造方案 中图分类号 ： Ｔ Ｍ６ ４ １ 文献标识码 ： Ａ
式加热器 和辐射式加热 器 ，箱体 内无保 温泡棉 。
２ ． １ 容 量测试
针 对 以上 情况 ，对 蓄 电池容 量 测试 。容 量 测试 １ ：
ａ １充 电 。恒 压 １ ４ ． ４ Ｖ限 流０ ． １ Ｃ（ Ｏ ． ７ ２ Ａ ）充 电 １ ６ ｈ ； ｂ １放 电 。１ ０ ｈ ｒ（ ０ ． ７ ２ Ａ ）放 电到 １ ０ ． ８ Ｖ 。容量 ｉ 贝 ０ 试２ ： ａ １充 电 。恒 压 １ ４ ． ４ Ｖ限 流０ ． １ Ｃ（ Ｏ ． ７ ２ Ａ ）充电ｌ ６ ｈ ； ｂ １放 电 。１ ０ ｍ ｒ（ ２ ０ Ａ ）放 电到７ ． ８ Ｖ。容 量测试 ３ ：ａ ） 充 电。恒 流０ ． １ Ｃ（ ０ ． ７ ２ Ａ ）不 限压充 电 ｌ ２ ｈ ；ｂ ）放 电。 １ ０ ｈ ｒ（ ０ ． ７ ２ Ａ ）放 电到 ｌ ０ ． ８ Ｖ。容 量 测试 ４ ：ａ ）充 电。 恒流０ ． １ Ｃ（ ０ ． ７ ２ Ａ ）不 限压充 电１ ２ ｈ ；ｂ ）放 电。１ ０ ｉ ｎ ｒ （ ２ ０ Ａ ） 放 电到７ ． ８ Ｖ 【 ｌ 】 。容量测试 见表 １ 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｗｉ ｎ ｄ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ， ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｋ ｅ ｓ ａ ｂ ｉ ｒ ｅ ｆ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ． Ａｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ
风力发电变桨智能电池管理系统设计
风力发电变桨智能电池管理系统设计发表时间：2015-11-02T15:37:48.573Z 来源：《电力设备》2015年3期供稿作者：胡占飞[导读] 河北建投新能源有限公司自2010年1月以来，全国在运行风电场中发生了数起由变桨系统备用电源（蓄电池组）引发的风电机组倒塌事故。
胡占飞（河北建投新能源有限公司河北省石家庄市 050000）摘要：电网发生故障时，为保证风力发电机能顺利收桨，后备的铅酸蓄电池组发挥着非常重要的作用。
因此，需要设计出较为完善的智能电池管理系统，实现对铅酸蓄电池组进行充电、放电、巡检、管理、状态显示的总体要求，满足用户操作简便、安全可靠的实际使用需求。
关键词：风力变桨；智能电池管理系统；STM32F103芯片引言自2010年1月以来，全国在运行风电场中发生了数起由变桨系统备用电源（蓄电池组）引发的风电机组倒塌事故。
事故表现为变桨系统失电后，由于备用电源失效，风电机组未能实现顺桨动作，导致机组超速而发生机组倒塌事故，造成巨大损失。
为防止同类事故再次发生，中国可再生能源学会风能专业委员会组织相关专家通过深入分析，提出了采用性能良好的备用电池管理系统来预防。
一、风力发电的现状由于传统的化石能源已经日趋紧张，而且他们产生的C02等温室气体严重破坏了环境，这种高能耗高污染的能源并不能作为长久之计，人们希望大力发展可再生能源的呼声愈来愈强烈。
能源结构的变革势在必行。
太阳能、风能、生物质能、地热能以及海洋能是可再生能源的几种主要形式。
它们储量丰富，能够再生，干净清洁，是最具有发展前景的绿色能源，必定会成为未来全球能源的基石。
风能是目前新能源发展中一种应用最为广泛的清洁能源。
在近十几年间世界风电的增长速度一直保持在了 30%以上。
因此提出了一些新的问题，比如如何研发更大功率的新一代风力发电机组，如何更好更安全地控制它们。
控制风机的方法为统一变桨距技术，也就是风机上的叶片由一个驱动器控制变桨。
风机变桨距电源锂电池系统研究
风机变桨距电源锂电池系统研究
随着风力发电技术不断地突破,风机设备大型化发展,风力发电行业的前景变得十分广阔。
变桨距系统作为大型风机的重要部件之一,对于整个风电机组系统的安全性、可靠性和经济性有着很重要的影响。
在电网停止供电时,变桨后备电源系统需要为变桨距系统的直流伺服电机供电完成紧急顺桨的工作。
本文将提出在变桨系统后备电源中使用钛酸锂电池代替铅酸电池的方案并设计电池管理系统。
本文针对变桨后备电源系统的重要技术指标和特性,分析原有系统存在的问题,对变桨后备电源常用的三种储能元件进行分析和对比,进而提出使用钛酸锂电池的方案;在研究钛酸锂电池的基本原理和各种特性的基础上,本文分析了将锂电池使用在变桨后备电源系统中存在的问题,根据电池的特性和应用上存在的问题制定了电池管理系统的控制策略;针对原有系统的结构和拓扑,并根据变桨后备电源系统对于电池管理系统的需求,设计电池管理系统的主电路与控制电路,同时也设计电池管理系统的软件部分。
最后将钛酸锂电池组与电池管理系统结合,搭建了风机变桨距电源锂电池系统实验平台,通过调试完成了电池管理系统的相关功能,并进行了电池管理系统的功能验证,其中包括:数据采集、数据处理、通信和充放电控制等等;同时也进行了电池的满充满放电、顺桨模拟和搁置等实验,通过实验验证了钛酸锂电池的各项特性,并验证其在变桨后备电源系统中运用的合理性和优势。
OAT 变桨电池
OAT 变桨电池
每个电池模块的标称电压为36V，此时电池为30%带电的。
电池满电压为40.5V。
同一轴箱内所有电池模块电压应接近。
如果一个轴箱内有一个电池模块需要更换，将需要使用与其他电池模块在同一电压水平的电池模块（电池模块间最大差异1V）。
如果系统不能够连接到电网超过3个月，电池需要充电（不并网的情况下，无论是电池单独存储，还是电池已安装在风机上）。
电池检查
如果电池电压低于26V，电池模块仅能够充电。
检查电池电压，判断电池电压是否能够使用：
●电池电压≥30V：电池OK
正常充电1A，最高41V；
●电池电压在10V-30V之间：电池仍然OK
充电0.5A到30V；30V以上，电流改为1A；
●电池电压低于10V：电池过放电，可能造成电池永久损坏。
更换电池。
[瑞能工程中心人员先将此类电池拆下，将10V以上的电池先充电，保证现场正常工作的开展；10V以下电池，按照下文的方法解决.]
一个电池模块的检查
一组电池中一个电池模块出现问题，需要检查电池模块。
检查前：将电池模块充电，充电0.5A到30V（选用可调节的电能输入装置）。
然后：打开电池箱体（盖子上的6mm六方扳手）。
顶部可以看到11个测量点：
每个电池模块包含30个单元，3排，每10个一组串联（见电路图）。
用万用表测量每个单元之间的电压：GND-B1, B1-B2, B2-B3, 以此类推。
10个测量的电压值需要等于？？点的电压。
单元级测量电压为电池模块电压的10%（测量差异不能高于100mV）。
如果测量差异高于100mV，需要更换电池模块。
1.5MW风机变桨系统故障分析及具体措施
1.5MW风机变桨系统故障分析及具体措施摘要风力发电作为现阶段电力能源供应系统的重要的构成部分，发电机组通常需要在高温、沙尘等恶劣环境下运行，风向、风速、风力与温度环境等特别容易受外力因素影响，所以其设计具有随机性、多变性与间歇性等方面的优点，风机系统在交变负载的影响下，容易出现故障问题。
变桨系统是风力发电的重要技术，分为液压变桨与电动变桨等形式，液压变桨系统的常见问题包括超限故障、不同步故障等；电动变桨运行系统主要的故障问题为电气回路、变桨电滑环以及后备电源等出现损坏，检修与管理人员应结合具体故障原因，采取针对性的处理方式。
1.变桨系统日常的巡检与维护1.1变桨轴承的基础保养(1)检查变桨轴承表面清洁度。
(2)检查变桨轴承表面防腐涂层。
(3)检查变桨轴承齿面情况。
(4)按运行规定定期润滑变桨轴承。
(5)定期紧固变桨轴承螺栓。
1.2变桨驱动电机的基础保养（1）定期检查变桨驱动器装置表面清洁度。
（2）定期检查变桨驱动器装置防腐涂层。
（3）定期检查变桨电机是否存在过热、有异常噪音等情况。
（4）定期更换变桨减速器齿轮箱油。
（5）定期紧固变桨驱动器螺栓。
（6）检查变桨电机接线是否存在老化1.3变桨限位开关的基础保养（1）定期检查限位开关灵敏性，是否存在松动现象。
（2）定期检查限位开关接线是否良好，并对其进行触发测试（3）定期紧固限位开关螺栓。
1.4变桨主控柜和超级电容柜的基础保养（1）定期检查变桨主控柜与轮毂之间的缓冲器是否存在磨损现象。
（2）定期检查变桨主控柜与动力电缆接头是否牢固、磨，电缆桥架是否变形、断裂。
（3）定期紧固控制柜与支架的螺栓。
（4）定期检测超级电容电压是否正常。
（5）定期检查变桨控制柜风扇是否正常运行，滤网有无堵塞。
（6）定期检查防雷模块接线有无松动，是否存在放电灼伤痕迹。
（7）定期检查控制柜门锁是否完好。
2.变桨类故障分析及处理方法2.1变桨角度不等同：由于B编码器是机械凸轮结构，与叶片的变桨齿轮啮合，精度不高且会不断磨损，在有大晃动时有可能产生较大偏差，因此先复位，排除故障的偶然因素;如果反复报这个故障,进轮毂检查A、B编码器,检查的步骤是先看编码器接线与插头，若插头松动，拧紧后可以手动变桨观察编码器数值的变化是否一致，若有数值不变或无规律变化，检查线是否有断线的情况。
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SUZLON 系统系统电池管理解决电池管理解决电池管理解决方案方案
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电池箱保温措施电池箱保温措施、、加热措施加热措施、、防震措施不合理防震措施不合理，，维护性差维护性差，，无透气孔无透气孔，，存在安全隐患存在安全隐患，，不符合标准不符合标准。
问题分析问题分析
电池箱体原设计缺少保温泡棉，后期在箱体外壁贴有保温泡棉，并加装新壳体，结构比较复杂，不方便维护。
原箱体没有设计透气孔，在电池使用过程中，电池会析出氢气和氧气，需通过通气孔将氢气和氧气泄放到大气中，都否则易引起爆炸。
箱体与轮毂之间无弹性支撑，箱体内电池震动较大，易导致电池内部铅渣脱落短路，影响电池寿命和风机安全。
电池直接安装于电池箱体内部，无防震措施；电池之间安装紧凑，不利于散热；
SUZLON 系统系统电池管理解决电池管理解决电池管理解决方案方案
电池箱体内加热器采用辐射式和薄膜式加热器，易造成局部温度过高，影响电池寿命。
温度控制采用热敏碟式机械温控开关，易导致箱体内部氢气和氧气爆炸，存在安全隐患，不符合规范要求。
解决方案解决方案
SSB 设计新的电池箱体，只需一把钥匙即可简单开锁，方便拆卸维护，增加透气孔，符合规范和IP54要求。
SUZLON 系统系统电池管理解决电池管理解决电池管理解决方案方案
箱体采用弹性支撑固定，减少震动影响。
采用电子式温控器和风流式加热器，防止温度局部过高，符合规范要求。
电池组采用防震设计，便于维护。