本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種基于蓄電池的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，可再生能源的開發(fā)與利用日益增加，其中，風(fēng)能作為一種綠色能源，越來越受到人們的重視，同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也逐漸成為科研人員研究的熱點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)與自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展極為迅速，其單機(jī)容量已從最初的數(shù)十千瓦發(fā)展到現(xiàn)在的兆瓦級(jí)。

為滿足大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的安全性和可靠性，在變槳控制系統(tǒng)中通常采用備用電源系統(tǒng)，以便在風(fēng)機(jī)出現(xiàn)失電故障時(shí)起到緊急收槳的作用。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用鉛酸蓄電池(VRLA)或超級(jí)電容等作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源。然而，超級(jí)電容具有成本高昂、能量密度小的缺點(diǎn)；而鉛酸蓄電池容易受到環(huán)境溫度的影響，低溫性能差且在低溫環(huán)境下容量易衰減，極大地影響了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全性。此外，鉛酸蓄電池充電時(shí)間較長(zhǎng)，容量檢查困難?？梢?，需要一種能夠在降低成本的同時(shí)提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行可靠性與便捷性的備用電源系統(tǒng)。

因此，本實(shí)用新型提供了基于蓄電池的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)，并首次將純鉛電池應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了提供能夠在降低成本的同時(shí)提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可靠性的備用電源系統(tǒng)，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，一種基于蓄電池的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)可包括：充電系統(tǒng),可被配置為對(duì)所述蓄電池充電；放電系統(tǒng),可被配置為將所述蓄電池放電；環(huán)控保護(hù)系統(tǒng),可被配置為當(dāng)所述蓄電池在各種環(huán)境下操作時(shí)保護(hù)所述蓄電池。

可選地，所述充電系統(tǒng)可包括：開關(guān)，第一端連接到所述蓄電池；可變電阻電路，第一端連接到所述開關(guān)的第二端；接觸器，連接在電源與所述可變電阻電路的第二端之間，用于控制對(duì)所述充電系統(tǒng)的供電和斷電。

可選地，所述接觸器可包括第一子接觸器和第二子接觸器，所述開關(guān)可包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，其中，所述可變電阻電路可包括：第一子電路，第一端可連接到所述第一開關(guān)，第二端可連接到所述第一子接觸器；第二子電路，第一端可連接到所述第二開關(guān)，第二端可連接到所述第二子接觸器。

可選地，所述第一子電路可包括第一電阻、第三電阻和第三子接觸器，其中，所述第一電阻的第一端可連接到所述第三電阻的第一端，所述第一電阻的第二端可連接到所述第一子接觸器，所述第三電阻的第二端可連接到所述第一開關(guān)，所述第三子接觸器可連接在所述第三電阻的兩端，用于控制是否將所述第三電阻短路。

可選地，所述第二子電路可包括第二電阻、第四電阻和第四子接觸器，其中，所述第二電阻的第一端可連接到所述第四電阻的第一端，所述第二電阻的第二端可連接到所述第二子接觸器，所述第四電阻的第二端可連接到所述第二開關(guān)，所述第四子接觸器可連接在所述第四電阻的兩端，用于控制是否將所述第四電阻短路。

可選地，所述電源可為通過三相整流從三相400V交流電源得到的560V直流電源。

可選地，所述放電系統(tǒng)可包括：開關(guān)，第一端連接到所述蓄電池；接觸器，第一端連接到所述開關(guān)的第二端，第二端連接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳驅(qū)動(dòng)器；截止裝置，連接在所述接觸器和所述變槳驅(qū)動(dòng)器之間，被配置為防止所述變槳驅(qū)動(dòng)器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常工作時(shí)向所述蓄電池供電。

可選地，所述備用電源系統(tǒng)還可包括自檢系統(tǒng)，所述自檢系統(tǒng)可包括：可變電阻電路；接觸器，第一端連接到所述可變電阻電路，用于控制對(duì)所述自檢系統(tǒng)的供電和斷電；開關(guān)，第一端連接到所述接觸器的第二端，第二端連接到所述蓄電池；電流變送器，用于檢測(cè)所述自檢系統(tǒng)中的電流。

可選地，所述可變電阻電路可包括第一子電路、第二子電路和第三子電路，其中，所述接觸器可包括：第一子接觸器，可連接到所述第一子電路的第一端；第二子接觸器，可連接到所述第二子電路的第一端，其中，所述第一子電路的第二端和所述第二子電路的第二端可分別連接到所述第三子電路的兩端。

可選地，所述第一子電路可包括第一電阻和第三子接觸器，所述第三子接觸器可連接在所述第一電阻的兩端，用于控制是否將所述第一電阻短路；所述第二子電路可包括第二電阻和第四子接觸器，所述第四子接觸器可連接在所述第二電阻的兩端，用于控制是否將所述第二電阻短路；所述第三子電路可包括第三電阻、第四電阻、第五電阻和第六電阻，其中，所述第三電阻的第一端可與所述第四電阻的第一端連接，所述第三電阻的第二端可連接到所述第五電阻和所述第六電阻的第一端，所述第四電阻的第二端可連接到所述第五電阻和所述第六電阻的第二端。

可選地，所述自檢系統(tǒng)還可包括電壓檢測(cè)器，所述電壓檢測(cè)器可連接在所述蓄電池的兩端，并可被配置為檢測(cè)所述蓄電池的端電壓。

可選地，所述蓄電池可為純鉛電池。

根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例提供能夠在降低成本的同時(shí)提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可靠性的備用電源系統(tǒng)，并且首次給出了在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)中使用純鉛電池的技術(shù)方案，填補(bǔ)了這種工況下的空白。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚和更易于理解，其中：

圖1是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)的框圖；

圖2是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的用于對(duì)蓄電池充電的充電系統(tǒng)100的示意圖；

圖3是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的用于檢測(cè)蓄電池的自檢系統(tǒng)200的示意圖；

圖4是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的用于將蓄電池放電的放電系統(tǒng)300的示意圖；

圖5是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的基于圖3的自檢系統(tǒng)200的自檢方法的流程圖；

圖6是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的基于圖3的自檢系統(tǒng)200的自檢方法的另一示例的流程圖；

圖7是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的純鉛電池的柜體設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的純鉛電池的柜體的另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

這里公開本實(shí)用新型構(gòu)思的詳細(xì)示例實(shí)施例。應(yīng)該理解，這里公開的特定結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)節(jié)僅表示描述本實(shí)用新型構(gòu)思的示例實(shí)施例的目的。然而，本實(shí)用新型構(gòu)思的示例實(shí)施例可以以許多替代形式實(shí)現(xiàn)并且不應(yīng)被解釋為僅限于這里闡述的實(shí)施例。

因此，雖然本實(shí)用新型構(gòu)思的示例實(shí)施例能夠具有各種修改和替代形式，但是本實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)施例將通過附圖中的示例的方式被示出并且將在此被詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解，不意圖將本實(shí)用新型構(gòu)思的示例實(shí)施例局限于公開的特定形式，而是相反，本實(shí)用新型構(gòu)思的示例實(shí)施例覆蓋落入本實(shí)用新型構(gòu)思的示例實(shí)施例的范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替代物。貫穿附圖的描述，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。

將理解的是，盡管在這里可使用術(shù)語第一、第二等來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用來將一個(gè)元件與另一個(gè)元件區(qū)分開來。例如，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的示例實(shí)施例的范圍的情況下，第一元件可以被稱為第二元件，類似地，第二元件可以被稱為第一元件。如在這里使用的，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)目的任意和所有組合。

除非另有定義，否則這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科技術(shù)語)具有與本公開所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的意思相同的意思。還應(yīng)該理解，除非這里明確定義，否則術(shù)語(諸如在通用字典中定義的術(shù)語)應(yīng)該被解釋為具有與它們?cè)谙嚓P(guān)技術(shù)的語境中的含義一致的含義，并且將不被解釋為理想化或過于形式化的意義。

圖1是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)的框圖。

參照?qǐng)D1，根據(jù)蓄電池在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的實(shí)際工況以及蓄電池的特性，可將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)分為充電系統(tǒng)、放電系統(tǒng)、自檢系統(tǒng)以及環(huán)控保護(hù)系統(tǒng)。

在如圖1所示的備用電源系統(tǒng)中，充電系統(tǒng)可被配置為對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，以下將參照?qǐng)D2詳細(xì)描述充電系統(tǒng)。自檢系統(tǒng)可被配置為對(duì)蓄電池進(jìn)行失效檢測(cè)，以下將參照?qǐng)D3詳細(xì)描述自檢系統(tǒng)。放電系統(tǒng)可被配置為當(dāng)諸如緊急收槳時(shí)將蓄電池向變槳驅(qū)動(dòng)器放電，以下將參照?qǐng)D4詳細(xì)描述放電系統(tǒng)。環(huán)控保護(hù)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)根據(jù)蓄電池的工作環(huán)境對(duì)蓄電池進(jìn)行保護(hù)的功能，并同時(shí)考慮維護(hù)的便利性。

圖2是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的用于對(duì)蓄電池充電的充電系統(tǒng)100的示意圖。

參照?qǐng)D2，充電系統(tǒng)100可包括開關(guān)110、可變電阻電路120和接觸器130。

開關(guān)110的一端可連接到蓄電池，開關(guān)110的另一端可連接到可變電阻電路120的一端?？勺冸娮桦娐?20的另一端可連接到接觸器130的一端，并且接觸器130的另一端可連接到電源。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本示例實(shí)施例中所述的蓄電池可以是蓄電池組，即，可以是多節(jié)蓄電池的組合。

根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例，圖2中示出的電源可以是通過三相整流從三相400V交流電源得到的560V直流電源。用于三相整流的元件可分為不可控的(例如，二極管)和可控的(例如，晶閘管、IGBT等)，然而，本實(shí)用新型的充電系統(tǒng)100中的整流元件并不限于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可使用能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的其他整流元件。

開關(guān)110和接觸器130可用于控制對(duì)充電系統(tǒng)100的供電和斷電。具體來說，當(dāng)開關(guān)110和接觸器130均閉合時(shí)，充電系統(tǒng)100得電，而當(dāng)開關(guān)110和接觸器130中的任何一個(gè)斷開時(shí)，充電系統(tǒng)100斷電。

優(yōu)選地，開關(guān)110可為手動(dòng)旋鈕，用于在需要對(duì)蓄電池進(jìn)行人為維護(hù)時(shí)手動(dòng)控制是否對(duì)蓄電池充電。

優(yōu)選地，接觸器130可用于通過預(yù)先編寫的程序來自動(dòng)控制是否對(duì)蓄電池充電。

根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例，如圖2所示，接觸器130可包括第一子接觸器1301和第二子接觸器1302。開關(guān)110可包括第一子開關(guān)1101和第二子開關(guān)1102?？勺冸娮桦娐?20可包括第一子電路1201和第二子電路1202。

第一子電路1201的一端可連接到第一子開關(guān)1101，第二子電路1201的另一端可連接到第一子接觸器1301。第二子電路1202的一端可連接到第二子開關(guān)1102，第二子電路1202的另一端可連接到第二子接觸器1302。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可修改第一子電路1201和第二子電路1202的連接方式。例如，第二子電路1202可分別連接到第一子開關(guān)1101和第一子接觸器1301，并且第一子電路1201可分別連接到第二子開關(guān)1102和第二子接觸器1302。

在這里，第一子電路1201和第二子電路1202均對(duì)充電系統(tǒng)100中的電流有限流的作用，也就是說，第一子電路1201和第二子電路1202能夠盡量減小充電系統(tǒng)100中產(chǎn)生的短路電流，避免對(duì)蓄電池或其他電路元件產(chǎn)生損害。

根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例，如圖2所示，第一子電路1201可包括第一電阻R11、第三電阻R13和第三子接觸器1401。第一電阻R11的一端可連接到第三電阻R13的一端，第一電阻R11的另一端可連接到第一子接觸器1301，第一電阻R13的另一端可連接到第一子開關(guān)1101，第三子接觸器1401可連接在第三電阻R13的兩端，用于控制是否將第三電阻R13短路。具體來說，當(dāng)?shù)谌咏佑|器1401閉合時(shí)，第三電阻R13被旁路，而當(dāng)?shù)谌咏佑|器1401斷開時(shí)，第三電阻R13被接入充電系統(tǒng)100中。

類似地，如圖2所示，第二子電路1202可包括第二電阻R12、第四電阻R14和第四子接觸器1402。第二電阻R12的一端可連接到第四電阻R14的一端，第二電阻R12的另一端可連接到第二子接觸器1302，第四電阻R14的另一端可連接到第二子開關(guān)1102，第四子接觸器1402可連接在第四電阻R14的兩端，用于控制是否將第四電阻R14旁路。具體來說，當(dāng)?shù)谒淖咏佑|器1402閉合時(shí)，第四電阻R14被短路，而當(dāng)?shù)谒淖咏佑|器1402斷開時(shí)，第四電阻R14被接入充電系統(tǒng)100中。

根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例，可變電阻電路120可通過第三子接觸器1401和第四子接觸器1402的閉合與否來實(shí)現(xiàn)可變電阻電路120中的電阻值的可變性。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，實(shí)現(xiàn)可變電阻電路120中的電阻值的可變性的方式不限于示例實(shí)施例，而是可進(jìn)行各種修改或替換。

作為示例，第三子接觸器1401和第四子接觸器1402可同時(shí)斷開或同時(shí)閉合。當(dāng)?shù)谌咏佑|器1401和第四子接觸器1402同時(shí)斷開時(shí)，第三電阻R13和第四電阻R14均被接入充電電路100，此時(shí)充電電路100的充電電流比第三子接觸器1401和第四子接觸器1402同時(shí)閉合時(shí)充電電路100的充電電流更小，其中，第三子接觸器1401和第四子接觸器1402同時(shí)閉合時(shí)，第三電阻R13和第四電阻R14均被短路。

根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例，圖2中示出的蓄電池可以是純鉛電池。由于純鉛電池既具有超級(jí)電容的充電速度快、瞬時(shí)放電電流大的優(yōu)點(diǎn)，又兼具有鉛酸蓄電池的成本較低的優(yōu)點(diǎn)，并且在低溫環(huán)境下具有良好的性能，因此將純鉛電池應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)能夠提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)的性能和可靠性。根據(jù)本實(shí)用新型的充電系統(tǒng)100能夠簡(jiǎn)便地對(duì)純鉛電池進(jìn)行充電，并且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可降低電路的故障率。因此本實(shí)用新型能夠提供在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)中使用純鉛電池的充電方案。

圖3是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的用于檢測(cè)蓄電池的自檢系統(tǒng)200的示意圖。

參照?qǐng)D3，自檢系統(tǒng)200可包括可變電阻電路210、接觸器220、開關(guān)230和電流變送器240。

接觸器220的一端可連接到可變電阻電路210，接觸器220的另一端可連接到開關(guān)230的一端。開關(guān)230的另一端可連接到蓄電池。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本示例實(shí)施例中所述的蓄電池可以是蓄電池組，即，可以是多節(jié)(例如，300節(jié))蓄電池的組合。

開關(guān)230和接觸器220可用于控制對(duì)自檢系統(tǒng)200的供電和斷電。具體來說，當(dāng)開關(guān)230和接觸器220均閉合時(shí)，自檢系統(tǒng)200得電，即，蓄電池被放電。當(dāng)開關(guān)230和接觸器220中的任何一個(gè)斷開時(shí)，自檢系統(tǒng)200斷電，即，蓄電池的放電停止。

優(yōu)選地，開關(guān)230可為手動(dòng)旋鈕，用于在需要對(duì)蓄電池進(jìn)行人為維護(hù)時(shí)手動(dòng)控制是否將蓄電池放電。特別地，開關(guān)230可以與圖2的充電系統(tǒng)100中的開關(guān)110為同一元件。

優(yōu)選地，接觸器220可用于通過預(yù)先編寫的程序來自動(dòng)控制是否對(duì)蓄電池放電。

此外，如圖3所示，電流變送器240被連接在接觸器220與開關(guān)230之間，然而，本實(shí)用新型的示例實(shí)施例不限于此，電流變送器240可連接在自檢系統(tǒng)200中的任意位置，以用于檢測(cè)自檢系統(tǒng)200中的電流。

作為示例，電流變送器240可將檢測(cè)的電流轉(zhuǎn)換成適合于備用電源系統(tǒng)的控制器(未示出)的值并輸入到控制器中，以用于計(jì)算電池容量。將在下文中參照?qǐng)D5更具體地描述電池容量的計(jì)算。

根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例，如圖3所示，可變電阻電路210可包括第一子電路2101、第二子電路2102和第三子電路2103。接觸器220可包括第一子接觸器2201和第二子接觸器2202。第一子接觸器2201的一端可連接到第一子電路2101的一端，第二子接觸器2202的一端可連接到第二子電路2102的一端。第一子電路2101和第二子電路2102的另一端可分別連接到第三子電路2103的兩端。

第一子電路2101可包括第一電阻R21和第三子接觸器2501，第三子接觸器2501可連接在第一電阻R21的兩端，用于控制是否將第一電阻R21旁路。具體來說，當(dāng)?shù)谌咏佑|器2501閉合時(shí)，第一電阻R21被旁路，而當(dāng)?shù)谌咏佑|器2501斷開時(shí)，第一電阻R21被接入自檢電路200中。

第二子電路2102可包括第二電阻R22和第四子接觸器2502，第四子接觸器2502可連接在第二電阻R22的兩端，用于控制是否將第二電阻R22旁路。具體來說，當(dāng)?shù)谒淖咏佑|器2502閉合時(shí)，第二電阻R22被旁路，而當(dāng)?shù)谒淖咏佑|器2502斷開時(shí)，第二電阻R22被接入自檢電路200中。

根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例，第一子電路2101和第二子電路2102可通過第三子接觸器2501和第四子接觸器2502的閉合與否來實(shí)現(xiàn)第一子電路2101和第二子電路2102中的電阻值的可變性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可變電阻電路210中的電阻值的可變性。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，實(shí)現(xiàn)第一子電路2101和第二子電路2102中的電阻值的可變性的方式不限于示例實(shí)施例，而是可進(jìn)行各種修改或替換。

作為示例，第三子接觸器2501和第四子接觸器2502可同時(shí)斷開或同時(shí)閉合。當(dāng)?shù)谌咏佑|器2501和第四子接觸器2502同時(shí)斷開時(shí)，第一電阻R21和第二電阻R22均被接入自檢電路200，此時(shí)自檢電路200中的放電電流比第三子接觸器2501和第四子接觸器2502同時(shí)閉合時(shí)自檢電路200的放電電流更小，其中，第三子接觸器2501和第四子接觸器2502同時(shí)閉合時(shí)，第一電阻R21和第二電阻R22均被旁路。

第三子電路2103可包括第三電阻R23、第四電阻R24、第五電阻R25和第六電阻R26，其中，第三電阻R23的一端可與第四電阻R24的一端連接，第三電阻R23的另一端可連接到第五電阻R25和第六電阻R26的一端，第四電阻R24的另一端可連接到第五電阻R25和第六電阻R26的另一端。也就是說，在第三子電路2103中，第三電阻R23和第四電阻R24可串聯(lián)連接，然后再與第五電阻R25并聯(lián)連接并且與第六電阻R26并聯(lián)連接。

在這里，第三電阻R23和第四電阻R24可為限流電阻，用于在自檢系統(tǒng)200中起到限流的作用，第五電阻R25和第六電阻R26可為功率電阻并作為自檢系統(tǒng)200中的主要負(fù)載。然而，本實(shí)用新型的示例實(shí)施例不限于此。

開關(guān)230可包括第一子開關(guān)2301和第二子開關(guān)2302，第一子開關(guān)2301和第二子開關(guān)2302不與蓄電池連接的一端可分別連接到第一子接觸器2201的另一端和第二子接觸器2202的另一端。

根據(jù)本實(shí)用新型的自檢系統(tǒng)200能夠簡(jiǎn)便地對(duì)蓄電池進(jìn)行放電檢測(cè)，并且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可降低電路的故障率。因此本實(shí)用新型能夠提供在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)中使用蓄電池的檢測(cè)方案。

優(yōu)選地，電流變送器240可檢測(cè)自檢電路中的電流，并且電流變送器240可將檢測(cè)的電流經(jīng)過轉(zhuǎn)換后輸入到備用電源系統(tǒng)的控制器(未示出)，以由控制器計(jì)算蓄電池在預(yù)定時(shí)間間隔(諸如，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置的時(shí)間間隔(例如1小時(shí)))內(nèi)所釋放的電池容量。

優(yōu)選地，如圖3所示的自檢系統(tǒng)200還可包括電壓檢測(cè)器260。電壓檢測(cè)器260可連接在蓄電池的兩端，并且可被配置為檢測(cè)蓄電池的端電壓。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，電壓檢測(cè)器260可連接在能夠檢測(cè)蓄電池的端電壓的任何位置。

根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例，圖3中示出的蓄電池可以是純鉛電池。根據(jù)本實(shí)用新型的自檢系統(tǒng)200能夠簡(jiǎn)便地對(duì)純鉛電池進(jìn)行檢測(cè)，并且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可降低電路的故障率。因此本實(shí)用新型能夠提供在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)中使用純鉛電池的檢測(cè)方案。

圖4是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的用于將蓄電池放電的放電系統(tǒng)300的示意圖。

參照?qǐng)D4，放電系統(tǒng)300可包括開關(guān)310、接觸器320和截止裝置330。在本示例實(shí)施例中，電源可以是與圖2中的電源相同的電源。開關(guān)310的一端可連接到蓄電池，另一端可連接到接觸器320，并且接觸器320的另一端可連接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳驅(qū)動(dòng)器。此外，為了更加安全，接觸器320可包括兩個(gè)以上的子接觸器(未示出)。

優(yōu)選地，開關(guān)310可為手動(dòng)旋鈕，用于在需要對(duì)蓄電池進(jìn)行人為維護(hù)時(shí)手動(dòng)控制是否將蓄電池從放電系統(tǒng)中斷開。特別地，開關(guān)310可以與圖2的充電系統(tǒng)100中的開關(guān)110和圖3的自檢系統(tǒng)200中的開關(guān)230為同一元件。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本示例實(shí)施例中所述的蓄電池可以是蓄電池組，即，可以是多節(jié)蓄電池(例如，30節(jié)額定電壓12V的蓄電池)的組合。因此，單節(jié)蓄電池的額定電壓可為12V，施加到變槳驅(qū)動(dòng)器的蓄電池組的額定電壓可為360V(但不限于此)。

根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例，當(dāng)由于電網(wǎng)斷電等原因?qū)е轮绷髂妇€電壓下降，使電源的電壓低于蓄電池組的浮充電壓時(shí)，可通過閉合接觸器320和開關(guān)310來使蓄電池組向變槳驅(qū)動(dòng)器供電，以驅(qū)動(dòng)槳葉緊急回到收槳位置，保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全。

優(yōu)選地，放電系統(tǒng)300還可包括截止裝置330，截止裝置330用于防止變槳驅(qū)動(dòng)器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常工作(例如，電源正常供電)時(shí)向蓄電池組供電。截止裝置330可使用二極管來利用二極管的反射截止作用實(shí)現(xiàn)，然而，截止裝置330不限于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可采用能夠起到相同目的的其他裝置。

此外，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可能需要長(zhǎng)期運(yùn)行在低溫環(huán)境下，因此圖1中的環(huán)控保護(hù)系統(tǒng)可采用板式加熱器(如圖8所示)為蓄電池柜加熱。此外，考慮到蓄電池的電氣故障主要為短路故障以及考慮到蓄電池柜內(nèi)的接線和檢測(cè)的方便，可在蓄電池的充電系統(tǒng)和放電系統(tǒng)中安裝有微型斷路器(未示出)，以防止由于蓄電池故障而引發(fā)系統(tǒng)更大的破壞，同時(shí)也可便于線路檢查。此外，由于蓄電池自身發(fā)熱量很小(可不考慮)，同時(shí)蓄電池柜內(nèi)沒有其他發(fā)熱器件，因此環(huán)控保護(hù)系統(tǒng)中可不安裝散熱系統(tǒng)，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，蓄電池環(huán)控保護(hù)系統(tǒng)可包括散熱系統(tǒng)。

圖5是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的基于圖3的自檢系統(tǒng)200的自檢方法的流程圖。

參照?qǐng)D5，首先將自檢系統(tǒng)200的開關(guān)230和接觸器220閉合,將蓄電池接入自檢系統(tǒng)200。

在預(yù)定時(shí)間間隔(諸如，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置的時(shí)間間隔(例如1小時(shí)))之后，在步驟501，使用電流變送器240檢測(cè)自檢系統(tǒng)200中的電流。

電流變送器240可將檢測(cè)的電流轉(zhuǎn)換成適合于備用電源系統(tǒng)的控制器(未示出)的值并輸入到控制器，在步驟502，可由控制器計(jì)算蓄電池在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)釋放的電池容量并將其與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較。通常，電池容量以安時(shí)數(shù)(Ah)來表示。簡(jiǎn)單來說，安時(shí)數(shù)的含義是指按規(guī)定的電流進(jìn)行放電的時(shí)間。比較的結(jié)果可被用來確定蓄電池是否失效。在步驟503，判斷釋放的電池容量是否小于預(yù)設(shè)值。具體來說，當(dāng)釋放的電池容量大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，在步驟505可確定蓄電池未失效，返回步驟501等待下次檢測(cè)。當(dāng)釋放的電池容量小于預(yù)設(shè)值時(shí)，在步驟504可確定蓄電池失效，方法結(jié)束。

例如，如果釋放的電池容量大于預(yù)設(shè)值，則表明蓄電池能夠釋放滿足規(guī)定的電池容量，因此可確定蓄電池未失效。相反地，如果計(jì)算的電池容量小于預(yù)設(shè)值，則表明蓄電池釋放的電池容量無法達(dá)到規(guī)定的電池容量，因此可確定蓄電池失效。

在這里，預(yù)設(shè)值是指：在上述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)正常蓄電池應(yīng)用圖3所示的自檢系統(tǒng)200進(jìn)行放電，根據(jù)計(jì)算的正常蓄電池所釋放的電池容量結(jié)合一定的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)而設(shè)置的值。例如，根據(jù)實(shí)際情況，預(yù)設(shè)值可以為正常蓄電池在上述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)所釋放的電池容量的80％，然而，這僅為示例，預(yù)設(shè)值不限于此。

圖6是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的基于圖3的自檢系統(tǒng)200的自檢方法的另一示例的流程圖。

參照?qǐng)D6，首先將自檢系統(tǒng)200的開關(guān)230和接觸器220閉合,將蓄電池接入自檢系統(tǒng)200。

在步驟601，可使用電壓檢測(cè)器260檢測(cè)蓄電池在釋放電池容量預(yù)定時(shí)間間隔(諸如，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置的時(shí)間間隔(例如1小時(shí)))之后的端電壓。

電壓檢測(cè)器260可將檢測(cè)的端電壓輸入到控制器(未示出)，在步驟602，控制器可將檢測(cè)的端電壓與安全閾值進(jìn)行比較。

比較的結(jié)果可用來確定蓄電池是否失效。在步驟603，判斷檢測(cè)的端電壓是否小于安全閾值。具體來說，如果檢測(cè)的端電壓大于或等于安全閾值，則在步驟605可確定蓄電池未失效，返回步驟601等待下次檢測(cè)。如果檢測(cè)的端電壓小于安全閾值，則在步驟604可確定蓄電池失效，方法結(jié)束。

例如，當(dāng)檢測(cè)的端電壓小于安全閾值時(shí)，表明蓄電池經(jīng)過放電之后的端電壓無法達(dá)到規(guī)定的電壓，因此可確定蓄電池失效。

在這里，安全閾值是指：在上述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)正常蓄電池應(yīng)用圖3所示的自檢系統(tǒng)200進(jìn)行放電，根據(jù)放電之后的正常蓄電池的端電壓而設(shè)置的值。例如，假設(shè)根據(jù)示例實(shí)施例的蓄電池組由30節(jié)額定電壓為12V的蓄電池組成(即，蓄電池組的額定電壓為360V)，根據(jù)實(shí)際情況，安全閾值可以為330V，然而，這僅為示例，安全閾值不限于此。

在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)蓄電池的失效檢測(cè)主要是采用容量檢測(cè)法，即，通過采用恒流發(fā)電的形式，將蓄電池放電至終止電壓，從而計(jì)算出蓄電池的放電容量后根據(jù)該值和標(biāo)準(zhǔn)的放電容量進(jìn)行比較后得出蓄電池是否失效，但是這樣的失效檢測(cè)需要消耗較長(zhǎng)的檢測(cè)時(shí)間。本實(shí)用新型的基于自檢系統(tǒng)200的自檢方法能夠在較短的時(shí)間內(nèi)通過計(jì)算蓄電池所釋放的電池容量以及蓄電池的端電壓來有效地檢測(cè)蓄電池，滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)蓄電池進(jìn)行快速檢測(cè)的要求。

圖7是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的純鉛電池的柜體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的純鉛電池的柜體的另一觀看角度的結(jié)構(gòu)示意圖。

根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例，在圖7中示出在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)中應(yīng)用純鉛電池的柜體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。參照?qǐng)D7，純鉛電池的柜體可包括純鉛電池1、固定上壓板2、固定件3、線槽4、熱電阻固定件5、導(dǎo)軌6以及接線端子7和8。

純鉛電池1可設(shè)置在柜體的下層。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本示例實(shí)施例中所述的純鉛電池可以是純鉛電池組，即，可以是多節(jié)純鉛電池的組合。

固定上壓板2可設(shè)置在純鉛電池1的上方，用于在垂直方向(即，上下方向)上固定純鉛電池1。

固定件3可設(shè)置在純鉛電池1的側(cè)面，用于在水平方向上固定純鉛電池1。

線槽4、熱電阻固定件5、導(dǎo)軌6以及接線端子7和8均可設(shè)置在柜體的上層。

參照?qǐng)D8，純鉛電池的柜體還可包括設(shè)置在柜體底部的板式加熱器9。

因此，根據(jù)本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的純鉛電池的柜體設(shè)計(jì)方案通過將純鉛電池放置在柜體的下層并將電氣元件放置在柜體的上層，使得便于對(duì)純鉛電池進(jìn)行安裝和維護(hù)，并且便于電氣元件的布置和接線。此外，這樣的設(shè)計(jì)方案也可使電氣元件之間有足夠的電氣間隙，能夠更好地保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

本實(shí)用新型提供了能夠在降低成本的同時(shí)提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可靠性的基于蓄電池的備用電源系統(tǒng)。特別地，本實(shí)用新型能夠合適地應(yīng)用于純鉛電池，并且本實(shí)用新型首次將純鉛電池應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，提出了基于純鉛電池的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。由于純鉛電池既具有超級(jí)電容的充電速度快、瞬時(shí)放電電流大的優(yōu)點(diǎn)，又兼具有鉛酸蓄電池的成本較低的優(yōu)點(diǎn)，并且在低溫環(huán)境下具有良好的性能，因此將純鉛電池應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)能夠提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的備用電源系統(tǒng)的性能和使用壽命并且能降低成本。根據(jù)本實(shí)用新型的備用電源系統(tǒng)能夠簡(jiǎn)便地對(duì)純鉛電池進(jìn)行充電、放電和檢測(cè)，并且相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可降低電路的故障率。因此將本實(shí)用新型應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能夠降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制造成本，縮短備用電源的充電時(shí)間和維護(hù)時(shí)間，提升系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)而提高發(fā)電量。

雖然已經(jīng)顯示和描述了一些示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下，可以對(duì)這些示例實(shí)施例進(jìn)行修改，本實(shí)用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。