目前,由于常规能源的日益紧张和环境污染的严重,风力发电行业作为节能环保的新能源热门行业越来越受到国家的重视和社会的关注。随着科学技术的不断发展和进步,风力发电的应用技术也越来越成熟,引入了变桨系统。风力发电变桨系统主要为了使叶轮对电机的驱动功率能够满足电机的所能承受的状态,在不同的风速条件下设定其合适的变桨角度,以满足发电机所处的工作状态在最优状态下,实现输出的电能尽可能稳定、可靠的并入电网。
风力发电中在叶片运行期间,电机驱动叶片在风速变化的时候绕其径向轴转动,实现在高风速下,改变桨距角以减少攻角,从而减小在叶片上的气动力,这样就保证叶轮输出功率不超过发电机的额定功率。而在桨距调节过程中需要的功率很大,需要储能系统为变桨系统提供高功率的能量。
由于超级电容器的大容量、高功率放电特性、快充快放、高低温特性、长循环寿命、长工作寿命、免维护、绿色环保等突出的特点,使得国外风机厂家为了保证整个风机的可靠性,都陆续提出并使用超级电容器作为解决方案。
风力发电变桨用超级电容器后备电源的基本工作原理为:平时,由风机产生的电能输入充电机,充电机为超级电容器后备电源充电,直至超级电容器后备电源达到额定电压。当需要为风力发电机组变桨时,控制系统发出指令,超级电容器储能系统放电,驱动变桨系统工作。