超级电容与直流电机的变桨系统解决方案

　　本文有南洋防爆电机提供：目前国内主流的变桨系统主要可分为直流变桨系统和交流变桨系统，直流变桨系统多采用直流电机和蓄电池方案(简称方案1)，交流变桨系统多采用交流电机和超级电容方案(简称方案2)。两套系统各有利弊。阜特科技自主研发的FP005-FD93H变桨系统采用超级电容和直流电机方案解决了两个方案的存在缺陷。

　　方案1控制器逻辑简单，但控制回路实现较复杂，由多个由大功率的直流接触器搭建，导致柜体中的器件排列紧凑，空间狭小，增加了机组维护的难度。同时紧急顺桨则直接通过蓄电池驱动电机顺桨，然而因蓄电池使用寿命断、环境适应性差、充放电速度慢和不环保等诸多缺点，如果蓄电池出现故障，机组就无法顺桨。使得风机安全运行存在较大隐患。

　　方案2采用超级电容取代蓄电池，解决了蓄电池的问题。同时交流伺服控制器承担了更多的控制任务，使得整个变桨系统的结构非常精简，但对于变桨系统的控制则依赖交流伺服控制器，如果交流伺服出现故障，机组就无法顺桨，风机安全运行也存在隐患。

　　FP005-FD93H变桨系统采用超级电容和直流电机方案，集成方案1和方案2的优点，采用6柜结构，使用的预收桨方案，给机组安全运行提供了更可靠和更安全的保障。

　　•采用6柜系统，系统结构简洁，空间相对较大，便于维护、调试。

　　•采用超级电容作为后备电源，对比蓄电池，超级电容具有高效率、快速充放电、宽温度应用范围、状态易监控、长工作寿命、免维护、环保等诸多优势，给机组安全提供了更可靠的保障

　　•采用更灵活的预收桨方案。变桨系统可根据自身的状态有选择性的执行主控系统的紧急收桨指令，即优先按照自定义的收桨曲线进行顺桨，在驱动器严重故障时，才使用后备电源直接驱动电机紧急顺桨。预收桨方案避免过于频繁的使用后备电源直接驱动电机紧急收桨，降低了的叶片载荷和电机冲击等，延长了变桨系统寿命。

•采用更可靠、稳定的CANopen通讯接口，相对于传统的RS485接口，CANeopn接口在通讯接口在总线速率和通讯实时性等方面优势明显，使变桨系统的响应更加快速和精确。

　　FP005-FD93H变桨系统早在今年8月份就顺利通过中国电科院LVRT一致性评估，该评估测试包括系统稳态的驱动能力测试和电网故障穿越能力测试，旨在确定变桨系统的驱动能力满足机组直径93m叶片的变桨力矩和变桨系统在电网故障情况下，仍能正常工作，不会因为电网故障导致变桨系统影响机组的低电压穿越特性。此次评估的顺利通过标志着阜特科技在变桨领域取得重大突破。

　　截取部分测试数据的分析：系统在额定加载30Nm，响应主控的正弦指令，在电网发生故障时，能毫无影响的跟踪主控给定。FP005-FD93H变桨系统顺利的一次性通过了测试，获得了客户和电科院的认可。

　　作为为风电控制领域提供解决方案的阜特科技，已提供了4柜、6柜、7柜各种直流、交流、蓄电池和超级电容的解决方案，可应用于1.5MW、2MW、2.5MW的双馈和直驱电机机组，为客户提供了更多的选择。