——普尔世超级电容充电电源与Maxwell超级电容完美结合于风电变桨系统

储能元件在恶劣工况下的应用

提及储能，在传统应用中大多是以铅酸蓄电池作为储能单元的。近年来，移动储能领域出现越来越多的锂电池，比如锂电池在电动汽车上的应用等等。但是，在工业领域，尤其是在环境较为恶劣的应用场合，对储能单元的要求非常严苛，具体如下：

• 更好的轻便性(体积及重量)

• 更宽泛的可耐受的工作环境温度(尤其是低温范围)

• 更高的充放电次数

• 更长的使用寿命

• 更高的利用率(可深度放电)

• 可快速地充满电

• 更高的峰值功率响应

• 免维护

以上的这些要求制约了铅酸蓄电池以及锂电池在这种场合的应用。但也由此可见，超级电容器EDLC(Electrical Double Layer Capacitor)正是这种应用领域的最佳选择，因为超级电容器具备上述所有特点。实际应用时，可以通过将超级电容单体的串并联来增大容量。

超级电容在风电应用中的优势

下面我们就讲讲储能界著名的Maxwell公司的超级电容在风力发电机变桨控制系统中应用。

变桨控制系统是通过改变叶片迎角来实现风机功率控制的。具体说，就是通过在叶片和轮毂之间安装的变桨驱动电机带动回转轴承转动从而改变叶片迎角，由此控制叶片的升力，以达到控制作用在风轮叶片上的扭矩和功率的目的。变桨控制系统作为风力发电机的基本控制系统，有如下两个主要任务：

1. 根据实际的风况调整叶片迎角以获得最佳发电效率;

2. 当风机出现其它故障时，使用Maxwell超级电容作为动力驱动变桨电机使叶片安全顺桨。

由此可见，控制电机使叶片实现转动的是电机的驱动装置，如变频器等。当电网电压正常时，驱动电机的动力是通过电网整流后来提供的;当电网电压跌落或者断电时，或者风机发生其它故障时，需要后备电源(Maxwell的超级电容)来给变频器提供直流电压，实现叶片安全顺桨，达到安全运行的目的。

在如今海上风机逐渐成为主流趋势的基础上，随着单台风机的功率级别越来越高，变桨控制系统对后备电源的应用需求也越来越多。铅酸电池的诸多局限性自然推动了储能元件的技术革新。相比于传统铅酸电池，Maxwell超级电容的主要优点在于：

• 体积可依据具体要求灵活调整，重量更轻

• 工作温度范围宽泛：-40°C…+65°C，无需加热措施

• 理论上无限次的充放电次数

• 10年以上的使用寿命

• 更高的利用率(可深度放电至0V)

• 免维护

• 经历了多年的发展，性价比趋于合理

好马配好鞍

自古云：好马配好鞍。如果我们把Maxwell超级电容比为一匹动力强劲的好马，此时，正需要一个高可靠性的皮实的好鞍。来自德国的PULS普尔世电源以其卓越的性能与品质，为Maxwell成功充当“好鞍”的角色。

普尔世的两款超级电容充电器PAS395(图2)和CS10.481(图3)可为不同电压等级的Maxwell超级电容充电，具体的参数对应下表(表1)，两者的完美搭配不仅使得风电变桨系统更加稳定，更是“风驰电掣”地带来了整个移动储能领域的技术革新。

结语

PULS普尔世工控电源作为“高频化”、“数字化”、“低功耗”的技术革命先驱，自成立伊始一直持续专注于工控行业的导轨式电源的研发和应用。多年来随着中国的风电事业的不断发展，普尔世电源集团(中国)秉承“精于电•致于心”的理念，致力将更多可靠、先进的电源技术与方案带到中国，与中国的风电事业共同成长。