用于操作功率生成资产的系统和方法技术方案

提供了用于控制具有能量存储装置的功率生成资产的系统和方法。因此，功率生成资产的控制器发起用于能量存储装置的状态变化事件。控制器基于在状态变化事件的多个采样间隔中的每个采样间隔的第一和第二电状况中的变化来确定用于能量存储装置的实际等效串行电阻（ESR）函数。控制器基于实际ESR函数确定用于能量存储装置的健康状态评定，并基于健康状态评定执行控制动作。定执行控制动作。定执行控制动作。

Systems and methods for operating power generation assets

【技术实现步骤摘要】
用于操作功率生成资产的系统和方法


[0001]本公开一般涉及功率生成资产，并且更特别地涉及用于确定用于功率生成资产的能量存储装置的健康状态评定（rating）的系统和方法。

技术介绍

[0002]功率生成资产可采取各种形式，包括但不限于依赖可再生和/或不可再生能量源的资产。这样的功率生成资产通常可被认为是目前可用的最清洁、环境最友好的能量源之一。例如，风力涡轮在这方面已经获得了越来越多的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。机舱包括耦合到齿轮箱并且耦合到发电机的转子组合件。转子组合件和齿轮箱安装在位于机舱内的底座（bedplate）支承框架上。转子叶片使用已知的翼型件原理捕获风的动能。转子叶片以旋转能的形式传送动能，以便转动轴，该轴将转子叶片耦合到齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则该轴将转子叶片直接耦合到发电机。发电机然后将机械能转换成电能，并且电能可被传送到容纳在塔架内的转换器和/或变压器，并且随后被部署到公用电网。现代的风功率生成系统通常采取具有多个风力涡轮发电机的风电场（wind farm）的形式，所述风力涡轮发电机可操作以将功率供应到传输系统，所述传输系统将功率提供到功率电网。
[0003]某些功率生成资产还可以包括至少一个能量存储装置，例如电池或电容器，其可以用作对功率生成资产的组件的备用电源。在正常操作期间，风力涡轮的组件（例如俯仰（pitch）驱动马达）可以通过由功率电网供应的功率驱动。然而，在一些的实例中，例如在瞬态电网事件期间，这些组件可以由能量存储装置驱动。因此，能量存储装置的利用可以确保即使在没有电网功率的情况下也可以控制功率生成资产。例如，利用耦合到风力涡轮机的俯仰驱动系统的能量存储装置可以允许在失去电网功率的情况下使转子叶片朝向顺桨（feather）俯仰。这又可以防止超速事件不利地影响风力涡轮。
[0004]因此，可能期望确保能量存储装置能够在需要时操作。因此，可能期望定期确定能量存储装置的健康状态。
[0005]因此，本领域不断寻求解决上述问题的新的和改进的系统和方法。因此，本公开针对用于确定用于功率生成资产的能量存储装置的健康状态评定以便确保能量存储装置保持可操作的系统和方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中明白，或可通过本专利技术的实践来学习。
[0007]在一个方面中，本专利技术针对一种用于操作功率生成资产的方法。功率生成资产可以具有可操作地耦合到功率生成资产的组件的能量存储装置。该方法可以包括利用可以是功率生成资产的控制器的控制器发起用于能量存储装置的状态变化事件。状态变化事件可以限定多个采样间隔。该方法还可以包括通过控制器确定在状态变化事件的采样间隔中的
每个采样间隔的能量存储装置的第一电状况和第二电状况中的变化。另外，该方法可以包括经由控制器基于在状态变化事件的采样间隔中的每个采样间隔的第一电状况和第二电状况中的变化来确定用于能量存储装置的实际等效串行电阻（ESR）函数。此外，所述方法可以包括经由所述控制器基于所述能量存储装置的实际ESR函数来确定用于所述能量存储装置的健康状态评定。该方法还可以包括基于健康状态评定来实施控制动作。
[0008]在实施例中，确定用于能量存储装置的健康状态评定可以包括经由控制器在环境温度下建模用于能量存储装置的标称ESR函数。标称ESR函数可以对应环境温度下的最大健康状态评定。该方法可以包括经由控制器在环境温度下建模用于能量存储装置的至少一个潜在ESR函数。（一个或多个）潜在ESR函数可以指示根据第二电状况的相对于标称ESR值的增加的ESR值。（一个或多个）潜在ESR函数可以对应环境温度下的降低的健康状态评定。另外，该方法可以包括经由控制器将标称ESR函数和（一个或多个）潜在ESR函数合并为查找表、图形表示和/或算法，以便根据能量存储装置的第二电状况在环境温度下建立能量存储装置的健康状态评定与实际ESR函数之间的相关性。
[0009]在附加的实施例中，该方法可以包括经由控制器跨能量存储装置的标称工作温度范围限定多个温度间隔。多个温度间隔中的温度间隔可以对应环境温度。该方法还可以包括经由控制器确定在多个温度间隔中的每个温度间隔的潜在ESR函数和标称ESR函数。另外，该方法可以包括根据能量存储装置的第二电状况在每个温度间隔建立能量存储装置的健康状态评定与实际ESR函数之间的相关性。
[0010]在另外的实施例中，确定用于能量存储装置的健康状态评定还可包括基于实际ESR函数与健康状态评定之间的相关性来确定对应于在能量存储装置的环境温度下的所确定的实际ESR函数的健康状态评定。
[0011]在又一实施例中，第一电状况可以是电压。确定能量存储装置的第一电状况中的变化还可以包括确定在状态变化事件的采样间隔中的每个采样间隔的能量存储装置的瞬时电压和能量存储装置的开路电压之间的差。
[0012]在实施例中，实施控制动作可以包括检测健康状态评定接近健康状态阈值，并且生成警报以促进维护事件的调度。
[0013]在附加的实施例中，状态变化事件可以包括所调度测试事件和/或在功率生成资产的操作期间对能量存储装置的操纵。
[0014]在另外的实施例中，所调度测试事件可以结合功率生成资产的至少一个附加组件测试来完成，并且导致健康状态评定的更新。
[0015]在又一实施例中，状态变化事件可包括能量存储装置的放电事件或能量存储装置的充电事件。
[0016]在实施例中，确定实际ESR函数可以包括根据第二电状况并且独立于第一电状况放电曲线和第二电状况放电曲线来确定实际ESR函数。
[0017]在附加的实施例中，该方法可以包括经由控制器接收从安装日起经过的循环计数和/或时间计数。该方法还可以包括经由控制器确定健康状态评定与所接收的循环计数和/或时间计数之间的相关性。该相关性可以指示每循环计数和/或时间计数的能量存储装置的降级速率。另外，该方法可以包括确定用于能量存储装置的健康状态阈值。基于健康状态阈值的相关性，该方法还可包括经由控制器确定时间和/或循环数量直到达到健康状态阈
值。
[0018]在另一个方面中，本专利技术针对一种用于操作能量存储装置的方法。该方法可以包括利用控制器发起用于能量存储装置的放电事件。放电事件可以限定多个采样间隔。该方法还可以包括经由控制器确定在放电事件的多个采样间隔中的每个采样间隔的能量存储装置的电压和电流中的变化。另外，该方法可以包括经由控制器基于在放电事件的多个采样间隔中的每个采样间隔的电压和电流中的变化来确定用于能量存储装置的实际等效串行电阻（ESR）函数。此外，所述方法可以包括经由所述控制器基于所述能量存储装置的实际ESR函数来确定用于所述能量存储装置的健康状态评定。另外，该方法可以包括基于健康状态评定来实施控制动作。
[0019]在另一个方面中，本公开针对一种用于操作功率生成资产的系统。该系统可以包括可操作地耦合到功率生成资产的组件的能量存储装置。该系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于操作功率生成资产的方法，所述功率生成资产具有可操作地耦合到所述功率生成资产的组件的能量存储装置，所述方法包括：利用控制器发起用于所述能量存储装置的状态变化事件，所述状态变化事件限定多个采样间隔；经由所述控制器确定在所述状态变化事件的所述多个采样间隔中的每个采样间隔的所述能量存储装置的第一电状况和第二电状况中的变化；经由所述控制器基于在所述状态变化事件的所述多个采样间隔中的每个采样间隔的所述第一电状况和所述第二电状况中的所述变化来确定用于所述能量存储装置的实际等效串行电阻（ESR）函数；经由所述控制器基于所述能量存储装置的所述实际ESR函数来确定用于所述能量存储装置的健康状态评定；以及基于所述健康状况评定来实施控制行动。2.如权利要求1所述的方法，其中，确定用于所述能量存储装置的所述健康状态评定进一步包括：经由所述控制器在环境温度下建模用于所述能量存储装置的标称ESR函数，其中所述标称ESR函数对应在所述环境温度下的最大健康状态评定；经由所述控制器在所述环境温度下建模用于所述能量存储装置的至少一个潜在ESR函数，所述至少一个潜在ESR函数指示根据所述第二电状况的相对于标称ESR值的增加的ESR值，所述至少一个潜在ESR函数对应在所述环境温度下的降低的健康状态评定；以及经由所述控制器将所述标称ESR函数和所述至少一个潜在ESR函数合并为查找表、图形表示和算法中的至少一个，以便根据所述能量存储装置的第二电状况在所述环境温度下建立所述实际ESR函数与用于所述能量存储装置的健康状态评定之间的相关性。3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：经由所述控制器跨用于所述能量存储装置的标称工作温度范围限定多个温度间隔，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：通用电气可再生能源西班牙有限公司，
类型：发明
国别省市：