ICS 31.060.70 K 42 NB 备案号：64670-2018 中华人民共和国能源行业标准 NB/T31149—2018 风力发电机组变浆系统用超级电容器 技术规范 Specification for ultracapacitors used in pitch system of wind turbine generator system 2018-06-06发布 2018-10-01实施 国家能源局 发布 NB/T31149—2018 目 次 前言 范围 1 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 符号 :2 5 技术要求 试验方法 ·6 7 检验规则及检验项目 11 8标志、包装、运输和储存 13 参考文献 NB/T31149—2018 前言 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准不涉及超级电容器方面的有关专利。 本标准由能源行业风电标准化技术委员会风电电器设备分技术委员会（NEA/TC1/SC6）归口。 本标准起草单位：北京天诚同创电气有限公司、新疆金风科技股份有限公司、许昌开普检测研究院 股份有限公司、集盛星泰（北京）科技有限公司、天水二一三电器有限公司、天津天传电控设备检测有 限公司、国家电控配电设备质量监督检验中心、机械工业北京电工技术经济研究所。 本标准主要起草人：张智勇、李庆江、亢亚盟、刘世军、王艳华、陈卓、王磊、李伟全、甘长英、 孔繁婷、侯垚。 本标准为首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条 一号，100761)。 II NB/T 31149—2018 风力发电机组变系统用超级电容器 技术规范 1范围 本标准规定了风力发电机组变浆系统用超级电容器的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、 运输和储存等要求。 本标准适用于超级电容器单体及由多个超级电容器单体组成的超级电容器模组。 2规范性引用文件 下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T2423.2一2008电工电子产品环境实验第2部分：试验方法试验B：高温 GB/T2423.5电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Ea和导则：冲击 GB/T2900.41一2008电工术语原电池和蓄电池 GB/T4365电工术语电磁兼容 GB/T18451.1一2012风力发电机组设计要求 NB/T31018一2011风力发电机组电动变桨控制系统技术规范 QC/T741一2014车用超级电容器 IEC62391-1一2006电子设备用固定式双电层电容器第1部分：通用规范（Fixedelectric double-layer capacitors foruse inelectronic equipment-Partl:Generic specification) SAEJ2380一2013电动汽车蓄电池的振动测试（Vibrationtestingofelectricvehiclebatteries） 3术语和定义 GB/T2900.41一2008、GB/T4365和GB/T2900.41一2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 超级电容器 ultracapacitors 一种储能器件，其至少有一个电极利用双层或电容实现储能，在恒流充电或放电过程中的时间与 电压的关系曲线通常近似于线性。 3.2 单体cell 超级电容器模组的最基本单元装置，包括电极、外壳、电解液、介质等。 3.3 超级电容器模组module 将多个超级电容器单体串联、并联，配合电压均衡和检测系统，用外壳组合而成的组合体。 3.4 额定电压ratedvoltage 超级电容器单体或者模组的最高工作电压，用UR表示。 1 NB/T31149—2018 3.5 静电容量capacitance 超级电容器储存电荷的能力，单位为法拉（F）。 3.6 标称容量 nominalcapacitance 由生产方提供的超级电容器的静电容量，单位为法拉（F）。 3.7 等效串联电阻 equivalentseriesresistance 超级电容器/模组中电解质/液、电极、隔膜等的电阻与内部连接电阻的总和，单位是毫欧（m2）。 3.8 标称串联电阻nominalseriesresistance 由生产方提供的超级电容器的等效串联电阻，单位为毫欧（m2）。 3.9 泄漏leakage 超级电容器单体内部的电解液泄漏到超级电容器壳体外部。 3.10 容值变化率rateofcapacitancevalue AC 超级电容器单体或模组进行试验前后容值的变化比例C C,是测试前的静电容量值，△C为 CR 静电容量变化值。 3.11 内阻变化率rateofresistance AESR 超级电容器单体或模组进行试验前后内阻的变化比例ESR。 ESR是测试前的实际测试内 ESRR 阻值，AESR为内阻变化值。 3.12 后备电源backuppowersupply 在电网掉电时为变浆距控制系统提供能量支撑的电源。 3.13 电压保持能力voltageholdingcharacteristics 将超级电容器恒流充电至额定电压，再以额定电压恒压充电，然后在室温条件下开路静置一定时间 后，电容器的端电压与额定电压的比值即为电压保持能力。 3.14 风力发电机组变桨控制系统pitchcontrolsystemforwindturbinegenerator 调整桨叶角度的装置，主要包括变桨控制器、变浆电动机、变浆伺服驱动器、后备电源等部件。 4符号 下列符号适用于本文件： UR——超级电容器单体或模组的额定电压，V; Umin 超级电容器单体或模组的最低工作电压，V； C- 超级电容器的静电容量，F； 超级电容器的标称容量，F； 一超级电容器单体或模块的质量，kg； M- 2 NB/T31149—2018 R—超级电容器内阻，m2 ESRpc—超级电容器模组直流等效内阻，m2。 5 技术要求 5.1 使用条件 5.1.1正常使用条件 正常使用条件包含如下4个部分： a） 给超级电容器供电的电源电压纹波系数小于5%； b）工作环境温度：-40℃～+65℃； 存环境温度：-40℃~+70℃； C） d）环境相对湿度：≤90%（20℃以下）。 5.1.2试验环境条件 试验环境条件包括如下两部分： a）除另有规定外，一切测量、试验和恢复均在下列环境中进行： 1）温度：15℃~35℃； 2）相对湿度：25%~75%； 3）大气压：86kPa～106kPa。 b）如未特别指明，一般应将超级电容器模组或超级电容器单体在上述环境条件下放置1h～2h，然 后测量超级电容器单体或模组的性能，以作为该产品试验后的对比依据。 5.1.3 3测量仪器仪表 主要试验仪器和设备应经计量部门检定合格，并在检定有效期内使用。试验仪器、仪表的准确度应 满足以下要求： a） 电压测量装置：准确度不低于0.5级，输入阻抗不小于1kQ/V； b) 电流测量装置：准确度不低于0.5级； c) 温度测量装置：具有适当的量程，分度值不应大于1℃，标定准确度不低于0.5℃； (P 测量尺寸的量具：分度值不大于1mm； e） 称量质量的衡器：准确度为土0.05%以上； f) 计时器：按时、分、秒分度，秒准确度至少为土1%； 电压分辨率高于5mV，采样周期小于100ms。 g) 5.2 2规格要求 5.2.1 配组要求 在由标准的超级电容器单体组装成超级电容器模组时要进行配组，推荐的配组标准是： a）走 超级电容器单体容值最大偏差：土5%； b） 超级电容器单体内阻最大偏差：土10%； c) 出厂日期临近的超级电容器单体优先配成一组。 注：具体偏差值可以由超级电容器使用方与供货方商定 3 NB/T 31149—2018 5.2.2充放电电流 风电变浆系统使用的超级电容器模组一般由超级电容器单体为350F、720F、1000F、3000F等组合 而成。充放电电流也可以根据变浆系统实际所使用的情况选定，推荐的充电电流与单体、模组关系可以 从表1中选取。 表1充放电电流与单体、模组关系表 15V模组 60V模组 75V模组 100V及以上模组 充放电电流（模组由720F以内单体组成，如 30A 20A 5A 5A 400F、470F) 充放电电流（模组由3000F单体及以上单体 100A 100A 100A 100A 组成） 5.2.3外观 超级电容器单体或者模组的外观要求如下： a）标识清晰完整，表面应清洁、无锈蚀、无变形及无机械损伤； b）外壳不得有变形及裂纹，表面平整、干燥、无电解液溢出痕迹。 5.3功能要求 5.3.1容量选取 超级电容器模组的容量应满足在变桨系统叶规定载荷情况下至少完成1次紧急顺桨动作的要求。 按式（1）计算顺桨时间： 紧急顺桨时间（s）=90°/最大变桨速率［（°）/s］ (1) 规定载荷按照GB/T18451.1一2012中7.4的规定。 5.3.2充电时间 依据超级电容器单体的出厂数据，合理选择充电电流，尽量使得充电时间小，通常超级电容器从0V 充电至额定电压时间在15min以内。 5.3.3监控功能 由超级电容器模块组成的后备电源系统，宜具备以下监控功能： a）充电控制功能：按要求控制对超级电容器充电，在线监测超级电容器及充电器故障，当故障时， 能够停止充电，并能输出报警信号给上位机进行进一步处