一種風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，包括風(fēng)向計(jì)、風(fēng)速計(jì)、風(fēng)車翼、風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子、差動(dòng)永磁電機(jī)：其通過(guò)增速機(jī)連接至所述風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子、整流電路、逆變電路、備用發(fā)電機(jī)、超級(jí)電容器組、蓄電池、充電電路、放電電路、控制器：其與風(fēng)向計(jì)、風(fēng)速計(jì)、差動(dòng)永磁電、電網(wǎng)、充電電路和放電電路和超級(jí)電容器組連接。本實(shí)用新型在風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中加入了超級(jí)電容器組，蓄電池，放電電路和充電電路，使風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)所發(fā)電能夠在電能緊缺的時(shí)候供給電網(wǎng)和根據(jù)負(fù)載情況對(duì)電能進(jìn)行存儲(chǔ)，從而提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電能利用率，拓展其應(yīng)用面，為用戶帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】-種風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，特別是一種風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等可再生能源受自然條件的影響，具有間歇性、隨機(jī)性、不 平滑性，使得它們的導(dǎo)入會(huì)加重電力系統(tǒng)的功率波動(dòng)，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。目前國(guó)內(nèi)的風(fēng) 電呈爆發(fā)式發(fā)展，千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地不斷建成，風(fēng)電并網(wǎng)至今仍是世界性難題。推動(dòng)可再 生能源的優(yōu)化配置是發(fā)展智能電網(wǎng)的主要目的之一，未來(lái)智能電網(wǎng)既要適應(yīng)大型電源的集 中接入，還要適應(yīng)各類可再生能源的分散式接入。
[0003] 可再生能源與智能電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展離不開儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的支持，儲(chǔ)能技術(shù)是目前構(gòu)建 智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)之一，儲(chǔ)能技術(shù)的關(guān)鍵不是簡(jiǎn)單的儲(chǔ)存電能，其核心在于何時(shí)儲(chǔ)能，何 處儲(chǔ)能，以何種速度釋放等，以及收集和釋放電能兩種狀態(tài)的替換頻率。各種儲(chǔ)能技術(shù)在能 量、功率密度方面存在差異，其對(duì)應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域也有較大區(qū)別，目前國(guó)內(nèi)的小型風(fēng)力發(fā)電系 統(tǒng)基本上沒有能量?jī)?chǔ)備環(huán)節(jié)，即無(wú)蓄電池設(shè)備。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型針對(duì)上述不足，公開了一種風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，包括：
[0005] 風(fēng)向計(jì)，其用來(lái)測(cè)量風(fēng)向；
[0006] 風(fēng)速計(jì)，其用來(lái)測(cè)量風(fēng)速；
[0007] 風(fēng)車翼，其由一轉(zhuǎn)軸周緣延伸數(shù)同向的翼片組成，并借由支撐桿予以支撐樞接集 風(fēng)單元，所述風(fēng)車翼半徑為8?10米，風(fēng)車翼為凹形，凹形翼片聚風(fēng)能力強(qiáng)；
[0008] 風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子，其與所述風(fēng)車翼連接，其上連接有用于動(dòng)力增速的增速機(jī)；
[0009] 差動(dòng)永磁電機(jī)：其通過(guò)所述增速機(jī)連接至所述風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子；
[0010] 整流電路，其輸入端與所述差動(dòng)永磁電機(jī)的輸出端連接；
[0011] 逆變電路，其輸入端與所述整流電路的輸出端連接，輸出端與電網(wǎng)連接；
[0012] 備用發(fā)動(dòng)機(jī)，其與所述差動(dòng)永磁電機(jī)連接，接收所述差動(dòng)永磁電機(jī)的功率分流；
[0013] 超級(jí)電容器組：其與所述備用發(fā)動(dòng)機(jī)連接，所述超級(jí)電容器組為多個(gè)電容器串聯(lián) 連接；
[0014] 蓄電池：其與所述超級(jí)電容器組連接；
[0015] 充電電路，其一端與所述蓄電池連接，另一端與所述電網(wǎng)連接；
[0016] 放電電路，其一端與所述蓄電池連接，另一端與所述電網(wǎng)連接；
[0017] 控制器，其與所述風(fēng)向計(jì)、所述風(fēng)速計(jì)、所述差動(dòng)永磁電、所述電網(wǎng)、所述充電電路 和所述放電電路和所述超級(jí)電容器組連接。
[0018] 優(yōu)選方案是：所述風(fēng)車翼半徑為8?10米。
[0019] 優(yōu)選方案是：所述超級(jí)電容器組為多個(gè)電容器串聯(lián)連接。
[0020] 優(yōu)選方案是：所述風(fēng)車翼的翼片為凹形。
[0021] 本實(shí)用新型在風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中加入了超級(jí)電容器組，蓄電池，放電電路和充 電電路，使風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)所發(fā)電能夠在電能緊缺的時(shí)候供給電網(wǎng)和根據(jù)負(fù)載情況對(duì)電 能進(jìn)行存儲(chǔ)，從而提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電能利用率，拓展其應(yīng)用面，為用戶帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì) 效益。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，如圖1所示， 本實(shí)用新型包括：包括：
[0024] 風(fēng)向計(jì)，其用來(lái)測(cè)量風(fēng)向；
[0025] 風(fēng)速計(jì)，其用來(lái)測(cè)量風(fēng)速；
[0026] 風(fēng)車翼，其由一轉(zhuǎn)軸周緣延伸數(shù)同向的翼片組成，并借由支撐桿予以支撐樞接集 風(fēng)單元；
[0027] 風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子，其與所述風(fēng)車翼連接，其上連接有用于動(dòng)力增速的增速機(jī)；
[0028] 差動(dòng)永磁電機(jī)：其通過(guò)所述增速機(jī)連接至所述風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子；
[0029] 整流電路，其輸入端與所述差動(dòng)永磁電機(jī)的輸出端連接，整流電路可以采用三相 不可控整流電路，為了能夠提供更加穩(wěn)定的高效直流電，三相不可控整流電路后端可以接 有DC/DC變換電路，如BOOST電路等，三相不可控整流電路將頻率不穩(wěn)定的交流電轉(zhuǎn)化為直 流電，并輸送到BOOST電路的低壓端，BOOST電路將低壓且不穩(wěn)定的直流電能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的 商壓電能；
[0030] 逆變電路，其輸入端與所述整流電路的輸出端連接，輸出端與電網(wǎng)連接，逆變電路 將直流電壓重新轉(zhuǎn)換為適合負(fù)載和電網(wǎng)使用的穩(wěn)定交流電壓；
[0031] 備用發(fā)電機(jī)，其與所述差動(dòng)永磁電機(jī)連接，接收所述差動(dòng)永磁電機(jī)的功率分流；
[0032] 超級(jí)電容器組：其與所述備用發(fā)電機(jī)連接；
[0033] 蓄電池：其與所述超級(jí)電容器組連接；
[0034] 充電電路，其一端與所述蓄電池連接，另一端與所述電網(wǎng)連接；
[0035] 放電電路，其一端與所述蓄電池連接，另一端與所述電網(wǎng)連接；
[0036] 控制器，其與所述風(fēng)向計(jì)、所述風(fēng)速計(jì)、所述差動(dòng)永磁電、所述電網(wǎng)、所述充電電路 和所述放電電路和所述超級(jí)電容器組連接。
[0037] 利用本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的方法，包括以下步驟：
[0038] 步驟一、通過(guò)風(fēng)向計(jì)測(cè)量風(fēng)向、通過(guò)風(fēng)速計(jì)測(cè)量風(fēng)速；
[0039] 步驟二、將所述風(fēng)向計(jì)測(cè)得的風(fēng)向參數(shù)輸入到控制器中，控制器對(duì)風(fēng)向參數(shù)進(jìn)行 計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整變槳距機(jī)構(gòu)，以調(diào)整風(fēng)車翼的角度，使得風(fēng)車翼處于風(fēng)能利用最 大化的位置處；
[0040] 步驟三、將所述風(fēng)速計(jì)測(cè)得的風(fēng)速參數(shù)也輸入到控制器中，控制器根據(jù)風(fēng)向參數(shù) 和風(fēng)速參數(shù)計(jì)算風(fēng)車翼帶動(dòng)的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子的理論輸出功率，并與實(shí)際輸出功率進(jìn)行比較， 如果兩者的差值在預(yù)定值的范圍內(nèi)，則轉(zhuǎn)向步驟四，如果兩者的差值在預(yù)定值的范圍外，則 轉(zhuǎn)向執(zhí)行步驟二，重新調(diào)整風(fēng)車翼的角度，并且對(duì)風(fēng)向計(jì)和風(fēng)速計(jì)進(jìn)行性能檢測(cè)；
[0041] 步驟四、將風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子的輸出功率傳送至增速機(jī)，再由增速機(jī)傳遞至差動(dòng)永磁電 機(jī)，差動(dòng)永磁電機(jī)通過(guò)與其連接的整流電路將低壓且不穩(wěn)定的直流電能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的高壓 電能，然后通過(guò)逆變電路將直流電壓重新轉(zhuǎn)換為適合負(fù)載和電網(wǎng)使用的穩(wěn)定交流電壓，最 后將電能并入電網(wǎng)。當(dāng)風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子的輸出功率大于差動(dòng)永磁電機(jī)的額定功率時(shí)，由控制器 進(jìn)行控制，將風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子的輸出功率進(jìn)入差動(dòng)永磁電機(jī)的差速機(jī)構(gòu)進(jìn)行功率分流，將超出 額定功率的部分分流至備用發(fā)電機(jī)，備用發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能輸出至由多個(gè)超級(jí)電容器串聯(lián) 形成的超級(jí)電容器組內(nèi)；如果風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子的輸出功率小于差動(dòng)永磁電機(jī)的額定功率時(shí)，由 控制器進(jìn)行控制，將風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子的輸出功率和超級(jí)電容器的輸出功率共同輸入到差動(dòng)永磁 電機(jī)中，其中，所述風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子的輸出功率和超級(jí)電容器的輸出功率之和等于所述差動(dòng)永 磁電機(jī)的額定功率；
[0042] 步驟五、通過(guò)電量檢測(cè)器檢測(cè)超級(jí)電容器組內(nèi)的電量，當(dāng)電量高于一高值時(shí)，將超 級(jí)電容器組內(nèi)的電量轉(zhuǎn)移到蓄電池內(nèi)，控制器通過(guò)放電電路將蓄電池的電能并入電網(wǎng)中， 當(dāng)電網(wǎng)電能過(guò)剩的時(shí)候,控制器通過(guò)充電電路將電網(wǎng)過(guò)剩的電能充到蓄電池中。
【權(quán)利要求】
1. 一種風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 風(fēng)向計(jì)，其用來(lái)測(cè)量風(fēng)向； 風(fēng)速計(jì)，其用來(lái)測(cè)量風(fēng)速； 風(fēng)車翼，其由一轉(zhuǎn)軸周緣延伸數(shù)同向的翼片組成，并借由支撐桿予以支撐樞接集風(fēng)單 元； 風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子，其與所述風(fēng)車翼連接，其上連接有用于動(dòng)力增速的增速機(jī)； 差動(dòng)永磁電機(jī)：其通過(guò)所述增速機(jī)連接至所述風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子； 整流電路，其輸入端與所述差動(dòng)永磁電機(jī)的輸出端連接； 逆變電路，其輸入端與所述整流電路的輸出端連接，輸出端與電網(wǎng)連接； 備用發(fā)電機(jī)，其與所述差動(dòng)永磁電機(jī)連接，接收所述差動(dòng)永磁電機(jī)的功率分流； 超級(jí)電容器組，其與所述備用發(fā)電機(jī)連接； 蓄電池，其與所述超級(jí)電容器組連接； 充電電路，其一端與所述蓄電池連接，另一端與所述電網(wǎng)連接； 放電電路，其一端與所述蓄電池連接，另一端與所述電網(wǎng)連接； 控制器，其與所述風(fēng)向計(jì)、所述風(fēng)速計(jì)、所述差動(dòng)永磁電、所述電網(wǎng)、所述充電電路和所 述放電電路和所述超級(jí)電容器組連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)車翼半徑為8?10 米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述超級(jí)電容器組為多個(gè) 電容器串聯(lián)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)車翼的翼片為凹形。
【文檔編號(hào)】H02J3/32GK203895991SQ201420189090
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】張怡 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司濱?？h供電公司, 濱海強(qiáng)源電氣實(shí)業(yè)有限公司