本申請(qǐng)涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種超級(jí)電容的監(jiān)控狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)和風(fēng)電機(jī)組。

背景技術(shù)：

風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)需要用到后備電源，用于在緊急情況時(shí)驅(qū)動(dòng)槳葉順漿。后備電源可選用鉛酸蓄電池、鋰電池或者超級(jí)電容，為了保證風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行，后備電源必須安全可靠，目前對(duì)鉛酸蓄電池和鋰電池的健康狀況有著較為成熟的檢測(cè)手段，但是對(duì)于超級(jí)電容的健康狀態(tài)還沒(méi)有可靠的檢測(cè)方法和手段。因此，雖然超級(jí)電容較鉛酸蓄電池和鋰電池有著能量密度大、充放循環(huán)壽命長(zhǎng)、充電快速等優(yōu)點(diǎn)，但是由于無(wú)法及時(shí)檢測(cè)其健康狀態(tài)，因此不能實(shí)時(shí)判斷風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)在采用超級(jí)電容時(shí)的可靠性，從而對(duì)風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行造成一定的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)和風(fēng)電機(jī)組，用于對(duì)作為風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)內(nèi)的超級(jí)電容進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以避免超級(jí)電容因健康狀態(tài)不良給風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下：

一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，包括步驟：

利用預(yù)設(shè)的標(biāo)定方法獲得所述超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻；

判斷所述當(dāng)前內(nèi)阻與所述超級(jí)電容的初始內(nèi)阻之間的內(nèi)阻比值是否大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值；

當(dāng)所述內(nèi)阻比值大于所述預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，判定所述超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良。

可選的，所述當(dāng)所述內(nèi)阻比值大于所述預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，判定所述超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良，包括：

當(dāng)所述內(nèi)阻比值在兩個(gè)充放檢測(cè)周期內(nèi)大于所述預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，判定所述超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良。

可選的，所述預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值包括2～10。

可選的，還包括步驟：

當(dāng)所述內(nèi)阻比值小于所述預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，利于所述標(biāo)定方法獲得所述超級(jí)電容的當(dāng)前容量；

判斷所述當(dāng)前容量與所述超級(jí)電容的初始容量之間的容量比值是否小于預(yù)設(shè)容量比值；

當(dāng)所述容量比值小于所述預(yù)設(shè)容量比值時(shí)，判定所述超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良。

可選的，所述當(dāng)所述容量比值小于所述預(yù)設(shè)容量比值時(shí)，判定所述超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良，包括：

當(dāng)所述容量比值在兩個(gè)充放檢測(cè)周期內(nèi)小于所述預(yù)設(shè)容量比值時(shí)，判定所述超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良。

可選的，所述預(yù)設(shè)容量比值包括0.5～0.75。

一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，包括步驟：

內(nèi)阻檢測(cè)模塊，用于當(dāng)所述內(nèi)阻比值小于所述預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，利用預(yù)設(shè)的標(biāo)定方法獲得所述超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻；

內(nèi)阻比值判斷模塊，用于判斷所述當(dāng)前內(nèi)阻與所述超級(jí)電容的初始內(nèi)阻之間的內(nèi)阻比值是否大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值；

第一健康狀態(tài)判定模塊，用于當(dāng)所述內(nèi)阻比值大于所述預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，判定所述超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良。

可選的，所述第一健康狀態(tài)判定模塊用于當(dāng)所述內(nèi)阻比值在兩個(gè)充放檢測(cè)周期內(nèi)大于所述預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，判定所述超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良。

可選的，還包括：

容量檢測(cè)模塊，用于利于所述標(biāo)定方法獲得所述超級(jí)電容的當(dāng)前容量；

容量比值判斷模塊，用于判斷所述當(dāng)前容量與所述超級(jí)電容的初始容量之間的容量比值是否小于預(yù)設(shè)容量比值；

第二健康狀態(tài)判定模塊，用于當(dāng)所述容量比值小于所述預(yù)設(shè)容量比值時(shí)，判定所述超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良。

可選的，所述第二健康狀態(tài)判定模塊用于當(dāng)所述容量比值在兩個(gè)充放檢測(cè)周期內(nèi)小于所述預(yù)設(shè)容量比值時(shí)，判定所述超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良。

一種風(fēng)電機(jī)機(jī)組，包括如上所述的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本申請(qǐng)公開(kāi)了一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)和風(fēng)電機(jī)組，應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)。該監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)首先獲得處于使用狀態(tài)的超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻，然后將當(dāng)前內(nèi)阻與其初始內(nèi)阻進(jìn)行比較，如果當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值超出預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值，則可以判定該超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良，此時(shí)運(yùn)維人員可及時(shí)根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行處置，從而能夠保證變槳系統(tǒng)可靠地工作，進(jìn)而使風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行帶安全隱患得以消除。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法的步驟流程圖；

圖2為本申請(qǐng)另一實(shí)施例提供的一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法的步驟流程圖；

圖3為本申請(qǐng)又一實(shí)施例提供的一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本申請(qǐng)又一實(shí)施例提供的一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法的步驟流程圖。

如圖1所示，本實(shí)施例提供的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，該超級(jí)電容作為變槳系統(tǒng)的供電電源，具體包括步驟如下：

S101：獲得超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻。

當(dāng)風(fēng)電機(jī)組在正常運(yùn)行過(guò)程中，為了對(duì)作為變槳系統(tǒng)的供電電源的超級(jí)電容進(jìn)行檢測(cè)，首先通過(guò)預(yù)設(shè)的標(biāo)定方法獲得該超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻。

該標(biāo)定方法可對(duì)初始使用的超級(jí)電容的初始內(nèi)阻進(jìn)行標(biāo)定，具體標(biāo)定方法如下所示：

以94F 75V超級(jí)電容模組為例，若當(dāng)前電壓大于65V時(shí)風(fēng)電機(jī)組的主控裝置切斷外接電源的輸出，此時(shí)系統(tǒng)將消耗超級(jí)電容的電能。當(dāng)超級(jí)電容電壓低于65V時(shí)主控裝置控制接通電源，開(kāi)始向超級(jí)電容充電。

當(dāng)超級(jí)電容的電壓達(dá)到70V時(shí)，開(kāi)始計(jì)算充電時(shí)間，達(dá)到75V時(shí)，充電結(jié)束，關(guān)斷外接電源。在整個(gè)70V-75V充電過(guò)程中，充電時(shí)間為t。

根據(jù)充電電壓V與充電時(shí)間t的關(guān)系為：Vc＝I·t/C

求得超級(jí)電容容量C的初始容量：C＝I·t/Vc

其中電流I為最初超級(jí)電容充電時(shí)人工測(cè)得的恒流值。

Vc＝75-70＝5(V)。

當(dāng)電壓充到75V時(shí)，切斷外接電源輸出，此時(shí)電壓記為V₁。在短時(shí)穩(wěn)定后，測(cè)得電壓為V₂。此時(shí)由于內(nèi)阻的存在，會(huì)在這段時(shí)間內(nèi)存在電壓變化ΔV(其值為V₁-V₂)。突然停止充電的前時(shí)刻和后時(shí)刻時(shí)母線(xiàn)電壓變化量ΔV，而內(nèi)阻變化ΔR必將引起母線(xiàn)電壓ΔV的變化，

根據(jù)公式ΔV＝IR可得出超級(jí)電容的初始內(nèi)阻為：R₀＝ΔV/I。

利用上述的步驟也可獲得使用中的超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻Rt。

S102：判斷當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻之間的比值是否大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值。

超級(jí)電容的初始內(nèi)阻是可以通過(guò)在啟用之前通過(guò)上述的標(biāo)定方法進(jìn)行標(biāo)定的，因此是一個(gè)已知的數(shù)值；通過(guò)上述方法獲得超級(jí)電容在使用中的當(dāng)前內(nèi)阻值后，求取當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻之間的比值，再將比值與預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值進(jìn)行比較，得到對(duì)比結(jié)果可以作為判斷超級(jí)電容的健康狀態(tài)的好壞的參考。

該預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值根據(jù)實(shí)際使用情況在2～10之間選擇，優(yōu)選2.5。

S103：判斷超級(jí)電容的健康狀態(tài)。

當(dāng)判定超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，說(shuō)明超級(jí)電容的狀態(tài)變壞，導(dǎo)致其內(nèi)阻值不正常升高，此時(shí)刻判定超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良，反之則表明超級(jí)電容的健康狀態(tài)良好。

為了避免誤判，本處可在超級(jí)電容的兩次充分周期內(nèi)出現(xiàn)當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)再明確判定超級(jí)電容的健康狀態(tài)出現(xiàn)不良。

從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)施例提供了一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)。該監(jiān)測(cè)方法首先獲得處于使用狀態(tài)的超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻，然后將當(dāng)前內(nèi)阻與其初始內(nèi)阻進(jìn)行比較，如果當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值超出預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值，則可以判定該超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良，此時(shí)運(yùn)維人員可及時(shí)根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行處置，從而能夠保證變槳系統(tǒng)可靠地工作，進(jìn)而使風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行帶安全隱患得以消除。

實(shí)施例二

圖2為本申請(qǐng)另一實(shí)施例提供的一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法的步驟流程圖。

如圖2所示，本實(shí)施例提供的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法是在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上做了部分改進(jìn)，不僅通過(guò)超級(jí)電容的內(nèi)阻對(duì)其健康狀態(tài)進(jìn)行判斷，還通過(guò)監(jiān)測(cè)同樣反映超級(jí)電容的健康狀態(tài)的容量對(duì)其健康狀態(tài)進(jìn)行判斷，從而能夠增加判斷的可靠性，以避免誤判。具體判斷方法見(jiàn)下面步驟。

S201：獲得超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻。

當(dāng)風(fēng)電機(jī)組在正常運(yùn)行過(guò)程中，為了對(duì)作為變槳系統(tǒng)的供電電源的超級(jí)電容進(jìn)行檢測(cè)，首先通過(guò)預(yù)設(shè)的標(biāo)定方法獲得該超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻。

該標(biāo)定方法可對(duì)初始使用的超級(jí)電容的初始內(nèi)阻進(jìn)行標(biāo)定，具體標(biāo)定方法如下所示：

以94F 75V超級(jí)電容模組為例，若當(dāng)前電壓大于65V時(shí)風(fēng)電機(jī)組的主控裝置切斷外接電源的輸出，此時(shí)系統(tǒng)將消耗超級(jí)電容的電能。當(dāng)超級(jí)電容電壓低于65V時(shí)主控裝置控制接通電源，開(kāi)始向超級(jí)電容充電。

當(dāng)超級(jí)電容的電壓達(dá)到70V時(shí)，開(kāi)始計(jì)算充電時(shí)間，達(dá)到75V時(shí)，充電結(jié)束，關(guān)斷外接電源。在整個(gè)70V-75V充電過(guò)程中，充電時(shí)間為t。

根據(jù)充電電壓V與充電時(shí)間t的關(guān)系為：Vc＝I·t/C

求得超級(jí)電容容量C的初始容量為：C＝I·t/Vc

其中電流I為最初超級(jí)電容充電時(shí)人工測(cè)得的恒流值。

Vc＝75-70＝5(V)。

當(dāng)電壓充到75V時(shí)，切斷外接電源輸出，此時(shí)電壓記為V₁。在短時(shí)穩(wěn)定后，測(cè)得電壓為V₂。此時(shí)由于內(nèi)阻的存在，會(huì)在這段時(shí)間內(nèi)存在電壓變化ΔV(其值為V₁-V₂)。突然停止充電的前時(shí)刻和后時(shí)刻時(shí)母線(xiàn)電壓變化量ΔV，而內(nèi)阻變化ΔR必將引起母線(xiàn)電壓ΔV的變化，

根據(jù)公式ΔV＝IR可得出超級(jí)電容的初始內(nèi)阻為：R₀＝ΔV/I。

利用上述的步驟也可獲得使用中的超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻Rt。

S202：判斷當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻之間的比值是否大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值。

超級(jí)電容的初始內(nèi)阻是可以通過(guò)在啟用之前通過(guò)上述的標(biāo)定方法進(jìn)行標(biāo)定的，因此是一個(gè)已知的數(shù)值；通過(guò)上述方法獲得超級(jí)電容在使用中的當(dāng)前內(nèi)阻值后，求取當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻之間的比值，再將比值與預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值進(jìn)行比較，得到對(duì)比結(jié)果可以作為判斷超級(jí)電容的健康狀態(tài)的好壞的參考。

該預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值根據(jù)實(shí)際使用情況在2～10之間選擇，優(yōu)選2.5。

S203：判斷超級(jí)電容的健康狀態(tài)。

當(dāng)判定超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，說(shuō)明超級(jí)電容的狀態(tài)變壞，導(dǎo)致其內(nèi)阻值不正常升高，此時(shí)刻判定超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良，反之則表明超級(jí)電容的健康狀態(tài)良好。

為了避免誤判，本處可在超級(jí)電容的兩次充分周期內(nèi)出現(xiàn)當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)再明確判定超級(jí)電容的健康狀態(tài)出現(xiàn)不良。

S204：獲得超級(jí)電容的當(dāng)前容量。

在超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值不大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，利用上面提到的標(biāo)定方法對(duì)超級(jí)電容的當(dāng)前容量進(jìn)行計(jì)算，從而獲得超級(jí)電容的當(dāng)前容量。并且利用該方法還能夠獲得超級(jí)電容的初始容量。

S205：判斷當(dāng)前容量與初始容量之間的比值是否大于預(yù)設(shè)容量比值。

計(jì)算超級(jí)電容的當(dāng)前容量與初始容量之間的比值，再判斷該比值是否大于預(yù)設(shè)容量比值，同樣，該對(duì)比結(jié)果同樣反映超級(jí)電容的健康狀態(tài)。

該預(yù)設(shè)容量比值根據(jù)實(shí)際使用情況在0.5～0.75之間選擇，優(yōu)選0.7。

S206：進(jìn)一步判斷超級(jí)電容的健康狀態(tài)。

當(dāng)超級(jí)電容的當(dāng)前容量與初始容量之間的比值小于預(yù)設(shè)容量比值時(shí)，能夠判定該超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良。

同樣為了避免誤判，本處也可在超級(jí)電容的兩次充分周期內(nèi)出現(xiàn)當(dāng)前容量與初始容量的比值小于預(yù)設(shè)容量比值時(shí)再明確判定超級(jí)電容的健康狀態(tài)出現(xiàn)不良。

通過(guò)本實(shí)施例對(duì)上一實(shí)施例的改良，可以增加判斷的可靠性，從而能夠避免誤判。

實(shí)施例三

圖3為本申請(qǐng)又一實(shí)施例提供的一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖3所示，本實(shí)施例提供的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，該超級(jí)電容作為變槳系統(tǒng)的供電電源，具體包括內(nèi)阻檢測(cè)模塊10、內(nèi)阻比值判斷模塊20和第一健康狀態(tài)判斷模塊30。

內(nèi)阻檢測(cè)模塊10用于檢測(cè)超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻。

即當(dāng)風(fēng)電機(jī)組在正常運(yùn)行過(guò)程中，為了對(duì)作為變槳系統(tǒng)的供電電源的超級(jí)電容進(jìn)行檢測(cè)，首先通過(guò)預(yù)設(shè)的標(biāo)定方法獲得該超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻。

該標(biāo)定方法可對(duì)初始使用的超級(jí)電容的初始內(nèi)阻進(jìn)行標(biāo)定，具體標(biāo)定方法如下所示：

以94F 75V超級(jí)電容模組為例，若當(dāng)前電壓大于65V時(shí)風(fēng)電機(jī)組的主控裝置切斷外接電源的輸出，此時(shí)系統(tǒng)將消耗超級(jí)電容的電能。當(dāng)超級(jí)電容電壓低于65V時(shí)主控裝置控制接通電源，開(kāi)始向超級(jí)電容充電。

當(dāng)超級(jí)電容的電壓達(dá)到70V時(shí)，開(kāi)始計(jì)算充電時(shí)間，達(dá)到75V時(shí)，充電結(jié)束，關(guān)斷外接電源。在整個(gè)70V-75V充電過(guò)程中，充電時(shí)間為t。

根據(jù)充電電壓V與充電時(shí)間t的關(guān)系為：Vc＝I·t/C

求得超級(jí)電容容量C的初始容量：C＝I·t/Vc

其中電流I為最初超級(jí)電容充電時(shí)人工測(cè)得的恒流值。

Vc＝75-70＝5(V)。

當(dāng)電壓充到75V時(shí)，切斷外接電源輸出，此時(shí)電壓記為V₁。在短時(shí)穩(wěn)定后，測(cè)得電壓為V₂。此時(shí)由于內(nèi)阻的存在，會(huì)在這段時(shí)間內(nèi)存在電壓變化ΔV(其值為V₁-V₂)。突然停止充電的前時(shí)刻和后時(shí)刻時(shí)母線(xiàn)電壓變化量ΔV，而內(nèi)阻變化ΔR必將引起母線(xiàn)電壓ΔV的變化，

根據(jù)公式ΔV＝IR可得出超級(jí)電容的初始內(nèi)阻為：R₀＝ΔV/I。

利用上述的步驟也可獲得使用中的超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻Rt。

內(nèi)阻比值判斷模塊20用于判斷當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻之間的比值是否大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值。

超級(jí)電容的初始內(nèi)阻是可以通過(guò)在啟用之前通過(guò)上述的標(biāo)定方法進(jìn)行標(biāo)定的，因此是一個(gè)已知的數(shù)值；在內(nèi)阻檢測(cè)模塊10通過(guò)上述方法獲得超級(jí)電容在使用中的當(dāng)前內(nèi)阻值后，利用內(nèi)阻比值判斷模塊20求取當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻之間的比值，再將比值與預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值進(jìn)行比較，得到對(duì)比結(jié)果可以作為判斷超級(jí)電容的健康狀態(tài)的好壞的參考。

該預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值根據(jù)實(shí)際使用情況在2～10之間選擇，優(yōu)選2.5。

第一健康狀態(tài)判定模塊30用于判斷超級(jí)電容的健康狀態(tài)。

當(dāng)內(nèi)阻比值判斷模塊20判定超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，說(shuō)明超級(jí)電容的狀態(tài)變壞，導(dǎo)致其內(nèi)阻值不正常升高，此時(shí)可判定超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良，反之則表明超級(jí)電容的健康狀態(tài)良好。

為了避免誤判，本處可在超級(jí)電容的兩次充分周期內(nèi)出現(xiàn)當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)再明確判定超級(jí)電容的健康狀態(tài)出現(xiàn)不良。

從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)施例提供了一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)首先獲得處于使用狀態(tài)的超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻，然后將當(dāng)前內(nèi)阻與其初始內(nèi)阻進(jìn)行比較，如果當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值超出預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值，則可以判定該超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良，此時(shí)運(yùn)維人員可及時(shí)根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行處置，從而能夠保證變槳系統(tǒng)可靠地工作，進(jìn)而使風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行帶安全隱患得以消除。

實(shí)施例四

圖4為本申請(qǐng)又一實(shí)施例提供的一種超級(jí)電容的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法的步驟流程圖。

如圖4所示，本實(shí)施例提供的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法是在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上做了部分改進(jìn)，不僅通過(guò)超級(jí)電容的內(nèi)阻對(duì)其健康狀態(tài)進(jìn)行判斷，還通過(guò)監(jiān)測(cè)同樣反映超級(jí)電容的健康狀態(tài)的容量對(duì)其健康狀態(tài)進(jìn)行判斷，從而能夠 增加判斷的可靠性，以避免誤判。具體為在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上增設(shè)了容量檢測(cè)模塊40、容量比值判斷模塊50和第二健康狀態(tài)判定模塊60。

內(nèi)阻檢測(cè)模塊10用于檢測(cè)超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻。

即當(dāng)風(fēng)電機(jī)組在正常運(yùn)行過(guò)程中，為了對(duì)作為變槳系統(tǒng)的供電電源的超級(jí)電容進(jìn)行檢測(cè)，首先通過(guò)預(yù)設(shè)的標(biāo)定方法獲得該超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻。

該標(biāo)定方法可對(duì)初始使用的超級(jí)電容的初始內(nèi)阻進(jìn)行標(biāo)定，具體標(biāo)定方法如下所示：

以94F 75V超級(jí)電容模組為例，若當(dāng)前電壓大于65V時(shí)風(fēng)電機(jī)組的主控裝置切斷外接電源的輸出，此時(shí)系統(tǒng)將消耗超級(jí)電容的電能。當(dāng)超級(jí)電容電壓低于65V時(shí)主控裝置控制接通電源，開(kāi)始向超級(jí)電容充電。

當(dāng)超級(jí)電容的電壓達(dá)到70V時(shí)，開(kāi)始計(jì)算充電時(shí)間，達(dá)到75V時(shí)，充電結(jié)束，關(guān)斷外接電源。在整個(gè)70V-75V充電過(guò)程中，充電時(shí)間為t。

根據(jù)充電電壓V與充電時(shí)間t的關(guān)系為：Vc＝I·t/C

求得超級(jí)電容容量C的初始容量：C＝I·t/Vc

其中電流I為最初超級(jí)電容充電時(shí)人工測(cè)得的恒流值。

Vc＝75-70＝5(V)。

當(dāng)電壓充到75V時(shí)，切斷外接電源輸出，此時(shí)電壓記為V₁。在短時(shí)穩(wěn)定后，測(cè)得電壓為V₂。此時(shí)由于內(nèi)阻的存在，會(huì)在這段時(shí)間內(nèi)存在電壓變化ΔV(其值為V₁-V₂)。突然停止充電的前時(shí)刻和后時(shí)刻時(shí)母線(xiàn)電壓變化量ΔV，而內(nèi)阻變化ΔR必將引起母線(xiàn)電壓ΔV的變化，

根據(jù)公式ΔV＝IR可得出超級(jí)電容的初始內(nèi)阻為：R₀＝ΔV/I。

利用上述的步驟也可獲得使用中的超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻Rt。

內(nèi)阻比值判斷模塊20用于判斷當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻之間的比值是否大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值。

超級(jí)電容的初始內(nèi)阻是可以通過(guò)在啟用之前通過(guò)上述的標(biāo)定方法進(jìn)行標(biāo)定的，因此是一個(gè)已知的數(shù)值；在內(nèi)阻檢測(cè)模塊10通過(guò)上述方法獲得超級(jí)電容在使用中的當(dāng)前內(nèi)阻值后，利用內(nèi)阻比值判斷模塊20求取當(dāng)前內(nèi)阻與初始 內(nèi)阻之間的比值，再將比值與預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值進(jìn)行比較，得到對(duì)比結(jié)果可以作為判斷超級(jí)電容的健康狀態(tài)的好壞的參考。

該預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值根據(jù)實(shí)際使用情況在2～10之間選擇，優(yōu)選2.5。

第一健康狀態(tài)判定模塊30用于判斷超級(jí)電容的健康狀態(tài)。

當(dāng)內(nèi)阻比值判斷模塊20判定超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，說(shuō)明超級(jí)電容的狀態(tài)變壞，導(dǎo)致其內(nèi)阻值不正常升高，此時(shí)可判定超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良，反之則表明超級(jí)電容的健康狀態(tài)良好。

為了避免誤判，本處可在超級(jí)電容的兩次充分周期內(nèi)出現(xiàn)當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)再明確判定超級(jí)電容的健康狀態(tài)出現(xiàn)不良。

容量檢測(cè)模塊40用于在超級(jí)電容的當(dāng)前內(nèi)阻與初始內(nèi)阻的比值不大于預(yù)設(shè)內(nèi)阻比值時(shí)，利用上面提到的標(biāo)定方法對(duì)超級(jí)電容的當(dāng)前容量進(jìn)行計(jì)算，從而獲得超級(jí)電容的當(dāng)前容量。并且利用該方法還能夠獲得超級(jí)電容的初始容量。

容量比值判斷模塊50用于計(jì)算超級(jí)電容的當(dāng)前容量與初始容量之間的比值，再判斷該比值是否大于預(yù)設(shè)容量比值，同樣，該對(duì)比結(jié)果同樣反映超級(jí)電容的健康狀態(tài)。

該預(yù)設(shè)容量比值根據(jù)實(shí)際使用情況在0.5～0.75之間選擇，優(yōu)選0.7。

第二健康狀態(tài)判定ok60用于根據(jù)超級(jí)電容的當(dāng)前容量與初始容量之間判斷超級(jí)電容的健康狀態(tài)。

當(dāng)超級(jí)電容的當(dāng)前容量與初始容量之間的比值小于預(yù)設(shè)容量比值時(shí)，即判定該超級(jí)電容的健康狀態(tài)不良。

同樣為了避免誤判，本處也可在超級(jí)電容的兩次充分周期內(nèi)出現(xiàn)當(dāng)前容量與初始容量的比值小于預(yù)設(shè)容量比值時(shí)再明確判定超級(jí)電容的健康狀態(tài)出現(xiàn)不良。

通過(guò)本實(shí)施例對(duì)上一實(shí)施例的改良，可以增加判斷的可靠性，從而能夠避免誤判。

實(shí)施例五

本申請(qǐng)還提供了一種風(fēng)電機(jī)組，該風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)設(shè)置有上面實(shí)施例所提供的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于保證風(fēng)電機(jī)組安全運(yùn)行。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請(qǐng)。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請(qǐng)的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本申請(qǐng)將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。