一种风力发电系统技术方案

本发明专利技术提供的一种风力发电系统，属于风力发电技术领域，包括：传动机构、发电机、压缩机、膨胀机以及储气罐；压缩机主轴通过第一离合器与第三传动轴连接，膨胀机的主轴通过第二离合器与第四传动轴连接，第一离合器与第二离合器不同时工作；第一离合器闭合时，第二离合器断开，储气罐通过压缩机储能；第二离合器闭合时，第一离合器断开，储气罐通过膨胀机释能。本发明专利技术的压缩储能模式和膨胀助力模式单独运行、不并存，避免两者模式的相互干扰而导致风能的利用率低。用率低。用率低。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电系统


[0001]本专利技术涉及风力发电
，具体涉及一种风力发电系统。

技术介绍

[0002]风力发电机是一种将风能转换为电能的清洁能源发电设备，其主要是通过风力带动风机叶片转动，与叶片连接的风机主轴带动发电机转子旋转发电，电能再通过整流、逆变设备，向外输出恒频交流电。
[0003]由于风力大小的随机性和时变性，风力发电机的输出功率日间波动大，转速变化频繁，将其直接接入电网会影响电网运行的稳定性及安全性。为了解决上述问题，中国文献CN102410150B中，公开了机械耦合式压缩空气储能微型混合风力发电系统，风力机通过行星齿轮与涡轮式复合机连接；风速较大，涡轮式复合机通过压缩储能模式将多余能量储能到储气罐内；风速较小时，涡轮式复合机通过膨胀助力模式将储气罐的能量传递给风电机。
[0004]上述的风力发电系统中，当涡轮式复合机的压缩储能模式与膨胀助力模式同时运行时，在膨胀助力过程中，压缩储能将作为负载模式进行耗能，进而降低能源的利用率。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的机械耦合式风力发电系统存在能源利用率较低的缺陷，从而提供一种风力发电系统。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供的风力发电系统，包括：
[0007]传动机构、发电机、压缩机、膨胀机以及储气罐；
[0008]所述传动机构具有转动设置的第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴以及第四传动轴，所述第一传动轴上套设有第一齿轮，所述第二传动轴上套设有第二齿轮，所述第三传动轴上套设有第三齿轮，所述第四传动轴上套设有第四齿轮，所述第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮均啮合在所述第一齿轮的外齿上；
[0009]所述第一传动轴与风电轮毂同轴连接，所述第二传动轴与所述发电机的输入轴同轴连接，所述第三传动轴与所述压缩机的主轴同轴连接，所述第四传动轴与所述膨胀机的主轴同轴连接；
[0010]所述储气罐的储能口与所述压缩机的排气口连通，所述储气罐的释能口与所述膨胀机的进气口连通；
[0011]所述压缩机的主轴与所述第三传动轴的连接处设置有第一离合器，所述膨胀机的主轴与所述第四传动轴的连接处设置有第二离合器，控制模块控制所述第一离合器与所述第二离合器不同时工作。
[0012]进一步地，还包括设置在风电机舱的制动组件，所述制动组件具有适于限制所述第一传动轴转动的制动件，所述制动组件与控制模块信号连接。
[0013]进一步地，所述制动组件包括：
[0014]转轮，固定套设在所述第一传动轴上，所述转轮的周向上具有间隔设置的多个第
一电磁铁；
[0015]第二电磁铁，连接在所述风电机舱内，适于与所述转轮的第一电磁铁进行吸附制动。
[0016]进一步地，风电机舱的顶部安装有风力传感器，所述风力传感器与所述控制模块信号连接。
[0017]进一步地，所述第一传动轴上套设有支撑轴承，所述支撑轴承通过轴承座固定在风电机舱内。
[0018]进一步地，所述储气罐的储能口以及释能口处均连通有流量调节阀，所述流量调节阀与所述控制模块信号连接。
[0019]进一步地，所述储气罐位于塔杆的底部基座内，所述压缩机/膨胀机上的气管均容纳在所述塔杆内。
[0020]进一步地，所述压缩机的进气口以及所述膨胀机的排气口均与大气连通。
[0021]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0022]1.本专利技术提供的风力发电系统，压缩机主轴通过第一离合器与第三传动轴连接，膨胀机的主轴通过第二离合器与第四传动轴连接，第一离合器与第二离合器不同时工作；第一离合器闭合时，第二离合器断开，储气罐通过压缩机储能；第二离合器闭合时，第一离合器断开，储气罐通过膨胀机释能。上述结构，使压缩储能模式和膨胀助力模式单独运行、不并存，避免两者模式的相互干扰而导致风能的利用率低。
[0023]2.本专利技术提供的风力发电系统，当风力等级超出控制范围时，通过制动组件限制第一传动轴，进而避免整体系统受损。
[0024]3.本专利技术提供的风力发电系统，储气罐位于塔杆的底部基座内，降低塔杆顶部的负载。
[0025]4.本专利技术提供的风力发电系统，压缩机的进气口以及膨胀机的排气口均与大气连通，即压缩储能介质为空气，全程无污染、成本低。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为风电机舱内的结构示意图。
[0028]图2为风电机舱内的机械传动结构示意图。
[0029]图3为储气罐的结构示意图。
[0030]图4为本专利技术的中提供的风力发电系统的整体结构示意图。
[0031]附图标记说明：
[0032]1、传动机构；2、发电机；3、压缩机；4、膨胀机；5、储气罐；6、第一传动轴；7、第二传动轴；8、第三传动轴；9、第四传动轴；10、第一离合器；11、第二离合器；12、转轮；13、轴承座；14、风力传感器；15、流量调节阀；16、风电轮毂；17、风电机舱；18、基座；19、塔杆。
具体实施方式
[0033]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0035]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0036]此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0037]本实施例提供的风力发电系统，包括：传动机构1、发电机2、压缩机3、膨胀机4以及储气罐5，所述传动机构1、发电机2、压缩机3以及膨胀机4均位于风电机舱17内。
[0038]如图1、图2所示，所述传动机构1为箱式结构，所述传动机构1包括：转动连接在箱体上第一传动轴6、第二传动轴7、第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电系统，包括：传动机构(1)、发电机(2)、压缩机(3)、膨胀机(4)以及储气罐(5)；所述传动机构(1)具有转动设置的第一传动轴(6)、第二传动轴(7)、第三传动轴(8)以及第四传动轴(9)，所述第一传动轴(6)上套设有第一齿轮，所述第二传动轴(7)上套设有第二齿轮，所述第三传动轴(8)上套设有第三齿轮，所述第四传动轴(9)上套设有第四齿轮，所述第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮均啮合在所述第一齿轮的外齿上；所述第一传动轴(6)与风电轮毂(16)同轴连接，所述第二传动轴(7)与所述发电机(2)的输入轴同轴连接，所述第三传动轴(8)与所述压缩机(3)的主轴同轴连接，所述第四传动轴(9)与所述膨胀机(4)的主轴同轴连接；所述储气罐(5)的储能口与所述压缩机(3)的排气口连通，所述储气罐(5)的释能口与所述膨胀机(4)的进气口连通；其特征在于，所述压缩机(3)的主轴与所述第三传动轴(8)的连接处设置有第一离合器(10)，所述膨胀机(4)的主轴与所述第四传动轴(9)的连接处设置有第二离合器(11)，控制模块控制所述第一离合器(10)与所述第二离合器(11)不同时工作。2.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于，还包括设置在风电机舱(17)的制动组件，所述制动组...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，李文，王星，盛勇，朱阳历，陈海生，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：