一种多级液压型风力发电机组制造技术

本实用新型专利技术属于风力发电技术领域，具体涉及一种多级液压型风力发电机组。为了解决采用液压型风力发电机组进行风力发电时，存在风能利用率低和发电品质低的问题，本实用新型专利技术公开了一种多级液压型风力发电机组。该风力发电机组，包括多级液压泵系统和多级液压马达发电系统，多级液压泵系统由多个同轴串联安装和油路并联的不同排量的泵组组成，多级液压马达发电系统由多个不同储能压力的蓄能器和多个不同发电功率的发电机组成。采用本实用新型专利技术的多级液压型风力发电机组进行发电，不仅可以减小系统中的液压损失，提高对风能的利用率以及系统对风能的转换效率，而且可以选择最适应功率的发电机进行发电操作，提高整个发电机组的发电效率和品质。

【技术实现步骤摘要】
一种多级液压型风力发电机组
本技术属于风力发电
，具体涉及一种多级液压型风力发电机组。
技术介绍
随着近几年来世界传统能源的枯竭，新型能源纷纷登上能源舞台。风力发电长足发展，为世界能源的枯竭和环境危机做出了应有的贡献。因此，新型液压风力发电机组设备得到了前所未有的关注，并且在世界各地已经开始试验或投入使用，将会逐步取代传统机械齿轮传动的发电机组。目前，在大多数液压型风力发电机组中，可设计采用变量泵作为将风能转换为液压能的元件，此时理论上可以通过调整变量泵的排量，从而控制输出油液的流量和压力。然而，由于变量泵的转速较高一般在几百上千转，而叶轮的转速根本无法达到上百转一般只有十几、二十转左右，因此实际上变量泵很难与叶轮的转速进行匹配，如果使用变量泵会造成变量泵内部零件短时间内的失效破坏，从而无法保持变量泵持续稳定的输出油液，而且由于风能自身存在的波动性、随机性和间歇性，使得风轮吸收的能量也具有明显的波动性、随机性和间歇性，进而使变量泵的转速进一步不稳定，使输出油液的压力和流量不稳定和不可控。这样，不仅会增加油液在系统管道中流动过程的能量损失，尤其是在大流量低压力的状态下油液能量损失更为严重，从而降低了对风能的利用率，而且由不稳定的液压能驱动液压马达进行发电机的驱动发电时，无法保证液压能与发电机功率的相匹配，进而导致发电品质的降低。
技术实现思路
为了解决采用液压型风力发电机组进行风力发电时，由于风能的波动性、随机性和间歇性而存在风能利用率和整个系统效率低以及发电品质差的问题，本技术提出了一种多级液压型风力发电机组。该风力发电机组，包括液压泵系统、液压马达发电系统、高压油路和低压油路；其中，所述液压泵系统，包括叶轮、泵轴以及至少两个不同排量的泵组；所述泵组包括一个定量泵、一个出口单向阀和一个短路阀，其中，所述出口单向阀位于所述定量泵与所述高压油路之间，控制所述定量泵单向输出油液至所述高压油路中，所述短路阀与所述定量泵并联，并且所述短路阀的一端位于所述定量泵的出口端和所述出口单向阀之间，另一端通过所述低压油路与所述定量泵的进口端连通；所述至少两个泵组并联在所述高压油路和所述低压油路之间，并且所述泵轴的一端与所述叶轮连接，另一端将所述至少两个不同排量的泵组中的所述定量泵依次串联连接；所述液压马达发电系统，包括液压马达、发电机、蓄能器和蓄能单向阀；所述液压马达的进口端与所述高压油路连接，所述液压马达的出口端与所述低压油路连接；所述液压马达与所述发电机同轴连接；所述蓄能器和所述蓄能单向阀同时位于所述高压油路上，并且所述蓄能器更靠近所述液压马达，所述蓄能器输出的油液全部流至所述液压马达的进口端。优选的，所述液压泵系统中还包括一个安全阀，所述安全阀位于所述高压油路与所述低压油路之间。优选的，该风力发电机组还包括补油系统和油箱；所述补油系统包括补油泵和补油溢流阀，所述补油泵的进油口端与所述油箱连通，所述补油泵的出油口端与所述低压油路连通，所述补油溢流阀的进油口端位于所述补油泵的出油口端，所述补油溢流阀的出油口端与所述油箱连通。进一步优选的，所述液压泵系统中还包括一个回油溢流阀，所述回油溢流阀位于所述低压油路与所述油箱之间。优选的，所述短路阀采用两位两通电磁换向阀。优选的，该风力发电机组包括至少两个相互并联连接的所述液压马达发电系统，并且在每一个所述液压马达发电系统中还包括一个第一截止阀；所述第一截止阀位于所述高压油路中，并且位于所述蓄能单向阀的上游位置。进一步优选的，每一个所述液压马达发电系统中的蓄能器的蓄能压力不同。进一步优选的，每一个所述液压马达发电系统中的发电机的发电功率不同。进一步优选的，每一个所述液压马达发电系统中还包括一个第二截止阀、一个第三截止阀和一个第四截止阀；在每一个所述液压马达发电系统中，所述第二截止阀和所述第三截止阀依次位于所述蓄能器和所述液压马达之间，并且所述第四截止阀的一端位于所述第二截止阀和所述第三截止阀之间；所有所述第四截止阀的另一端相互连通。进一步优选的，所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀和所述第四截止阀均采用两位两通电磁换向阀。本技术的多级液压型风力发电机组进行风力发电时，具有以下有益效果：1、在本技术的液压泵系统中，设置了多个并联的泵组，其中将所有排量不同的定量泵串联到同一个泵轴上由风轮带动工作，同时为每一个定量泵并联设置了一个短路阀，从而形成一个多级液压泵系统。此时，由转速要求更低的多个不同排量的定量泵作为风能转换元件，并且根据叶轮的转速，通过控制不同短路阀的通断，选择最佳排量的定量泵进行高压油液的输出。这样，不仅可以借助定量泵与叶轮低转速的相匹配，实现对风能对大限度的吸收利用，保持定量泵对油液的连续稳定输出，而且根据风能的情况通过选择最佳排量的定量泵可以将输出的油液保持在大压力、小流量状态，从而最大限度地减小油液在系统中流动过程的损失，提高最终对风能的利用率以及系统对风能的转换效率，保证最终的发电品质。2、在本技术的液压马达发电系统中，通过设置多个相互并联的并且储能压力不同的蓄能器，就可以根据不同泵组工作时所输出油液压力的不同，选择蓄能压力最适合的蓄能器进行高压油液的蓄能。这样，不仅可以避免由于蓄能压力过高而引起负载过大导致风轮无法持续转动，而且可以避免由于蓄能压力过低造成风轮超速以及风能吸收效率的下降，从而实现风轮的持续平稳运作，提高对风能的吸收利用以及对风能转换为液压能后的高效储存。3、在本技术的液压马达发电系统中，通过设置多个相互并联并且借助多个截止阀进行相互切换连接的不同发电功率的发电机，从而可以根据负载功率的需要，控制不同压力蓄能器中储存的油液流向发电功率最匹配的发电机处进行发电操作，从而实现对发电机的高效驱动，提高整个发电机组的发电效率和品质。4、在本技术中，通过采用多级液压泵系统和多级液压马达发电系统的组合，从而可以形成由不同排量的定量泵、不同储能压力的蓄能器以及不同发电功率的发电机之间任意组合形成具有不同发电参数的液压型风力发电机组，从而大大提高该发电机组对实际工况的适应能力，提高整个风力发电机组在实际应用中的灵活性和可靠性。附图说明图1为本技术一种实施例中多级液压型风力发电机组的系统原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术的技术方案进行详细介绍。结合图1所示，本实施例的多级液压型风力发电机组，包括液压泵系统1、液压马达发电系统2、高压油路3和低压油路4。液压泵系统1，包括叶轮11、泵轴12以及两个不同排量的泵组13。其中，每一个泵组13包括一个定量泵131、一个出口单向阀132和一个短路阀133。出口单向阀132位于定量泵131与高压油路3之间，用于控制定量泵131单向输出油液至高压油路3中。短路阀133与定量泵131并联连接，并且短路阀133的一端位于定量泵131的出口端和出口单向阀132之间，另一端通过低压油路4与定量泵131的进口端连通。两个泵组13并联在高压油路3和低压油路4之间，并且泵轴12的一端与叶轮11连接，另一端将两个泵组13中不同排量的定量泵131依次串联连接，从而在叶轮11的带动下可以使两个定量泵131进行同步转动。液压马达发电系统2，包括液压马达21、发电机22、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级液压型风力发电机组，其特征在于，包括液压泵系统、液压马达发电系统、高压油路和低压油路；其中，所述液压泵系统，包括叶轮、泵轴以及至少两个不同排量的泵组；所述泵组包括一个定量泵、一个出口单向阀和一个短路阀，其中，所述出口单向阀位于所述定量泵与所述高压油路之间，控制所述定量泵单向输出油液至所述高压油路中，所述短路阀与所述定量泵并联，并且所述短路阀的一端位于所述定量泵的出口端和所述出口单向阀之间，另一端通过所述低压油路与所述定量泵的进口端连通；至少两个所述泵组并联在所述高压油路和所述低压油路之间，并且所述泵轴的一端与所述叶轮连接，另一端将所述至少两个不同排量的泵组中的所述定量泵依次串联连接；所述液压马达发电系统，包括液压马达、发电机、蓄能器和蓄能单向阀；所述液压马达的进口端与所述高压油路连接，所述液压马达的出口端与所述低压油路连接；所述液压马达与所述发电机同轴连接；所述蓄能器和所述蓄能单向阀同时位于所述高压油路上，并且所述蓄能器更靠近所述液压马达，所述蓄能器输出的油液全部流至所述液压马达的进口端。

【技术特征摘要】
1.一种多级液压型风力发电机组，其特征在于，包括液压泵系统、液压马达发电系统、高压油路和低压油路；其中，所述液压泵系统，包括叶轮、泵轴以及至少两个不同排量的泵组；所述泵组包括一个定量泵、一个出口单向阀和一个短路阀，其中，所述出口单向阀位于所述定量泵与所述高压油路之间，控制所述定量泵单向输出油液至所述高压油路中，所述短路阀与所述定量泵并联，并且所述短路阀的一端位于所述定量泵的出口端和所述出口单向阀之间，另一端通过所述低压油路与所述定量泵的进口端连通；至少两个所述泵组并联在所述高压油路和所述低压油路之间，并且所述泵轴的一端与所述叶轮连接，另一端将所述至少两个不同排量的泵组中的所述定量泵依次串联连接；所述液压马达发电系统，包括液压马达、发电机、蓄能器和蓄能单向阀；所述液压马达的进口端与所述高压油路连接，所述液压马达的出口端与所述低压油路连接；所述液压马达与所述发电机同轴连接；所述蓄能器和所述蓄能单向阀同时位于所述高压油路上，并且所述蓄能器更靠近所述液压马达，所述蓄能器输出的油液全部流至所述液压马达的进口端。2.根据权利要求1所述的多级液压型风力发电机组，其特征在于，所述液压泵系统中还包括一个安全阀，所述安全阀位于所述高压油路与所述低压油路之间。3.根据权利要求1所述的多级液压型风力发电机组，其特征在于，该风力发电机组还包括补油系统和油箱；所述补油系统包括补油泵和补油溢流阀，所述补油泵的进油口端与所述油箱连通，所述补油泵的出油口端与所述低压油路连通，所述补油溢流阀的进油...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘增光，陶雁华，杨国来，魏列江，李仁年，杨瑞，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62