风力发电储能系统、风力发电机及风力发电储能控制方法技术方案

本发明专利技术涉及风力发电机技术领域，具体涉及一种风力发电储能系统、风力发电机及风力发电储能控制方法。风力发电储能系统，包括：第一传动轴；主轴，通过第一离合器与第一传动轴连接；第一储能部，与第一传动轴传动配合；第二储能部，与第一传动轴传动配合。本发明专利技术在正常发电时由主轴带动第一传动轴转动，第一储能部和第二储能部与第一传动轴传动配合并储存能量，当外界风力较小或风力过于大时，主轴与第一传动轴断开连接，第一储能部和第二储能够调整势能顺序并带动第一传动轴旋转，能量利用率更高，使发电机保持正常的运行，发电过程连续可实现不停机运行，使得风力发电机运行更稳定，有效解决了现有技术中风力发电设备的蓄能结构复杂且可靠性差的问题。杂且可靠性差的问题。杂且可靠性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
风力发电储能系统、风力发电机及风力发电储能控制方法


[0001]本专利技术涉及风力发电机
，具体涉及一种风力发电储能系统、风力发电机及风力发电储能控制方法。

技术介绍

[0002]风力发电设备是将风能转换为机械能，再由机械能转换为电能进而输出交流电的电力设备，风力发电设备主要设置在沿海及高原等多风地区，其电力输出端与电网连接，为了减少风力发电设备对电网运行的影响，风力发电设备稳定持续的供电变得十分重要。
[0003]目前，现有风力发电设备一般通过蓄电池储存备用电能，在无风时通过蓄电池放电以保证风力发电设备能够持续供电，大型风力发电设备因其发电量大，因而设置的蓄电池容量巨大，进而造成风力发电设备成本高昂且难以维护，同时在遇到无风情况时依然会存在动力不足而无法发电的情况，因此现有风力发电设备还存在蓄能结构复杂且可靠性差的问题。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中风力发电设备的蓄能结构复杂且可靠性差的缺陷，从而提供一种风力发电储能系统、风力发电机及风力发电储能控制方法。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种风力发电储能系统，包括：第一传动轴，适于带动风力发电机的发电机发电；主轴，适于由风力发电机的叶片带动旋转并传递动力，主轴通过第一离合器与第一传动轴连接，第一离合器具有结合状态及断开状态，第一离合器处于结合状态时，主轴和第一传动轴之间处于可传递动力状态，第一离合器处于断开状态时，主轴和第一传动轴之间处于不可传递动力状态；第一储能部，与第一传动轴传动配合，第一储能部具有储能状态及释能状态；第二储能部，与第一传动轴传动配合，第二储能部具有储能状态及释能状态；其中，第一储能部的最大储存能量大于第二储能部的最大储存能量；外界环境的风速在第一预设风速范围之内和/或主轴的转速在第一预设转速范围之内时，第一离合器处于结合状态，第二储能部处于储能状态；外界环境的风速在第二预设风速范围之内和/或主轴的转速在第二预设转速范围之内时，第一离合器处于结合状态，第一储能部处于储能状态；第一预设风速范围的最大值小于等于第二预设风速范围的最小值，第一预设转速范围的最大值小于等于第二预设转速范围的最小值；外界的风速在第一预设风速范围及第二预设风速范围之外和/或主轴的转速在第一预设转速范围及第二预设转速范围之外时，第一离合器处于断开状态时，第一储能部和/或第二储能部处于释能状态。
[0006]可选的，风力发电储能系统还包括：控制器，与第一离合器电连接，控制器控制第一离合器在其结合状态与断开状态之间切换。
[0007]可选的，风力发电储能系统还包括风速传感器，风速传感器适于检测外界环境的风速，控制器与风速传感器电连接，控制器根据风速传感器所检测到的风速控制第一离合
器在其结合状态与断开状态之间切换；和/或，风力发电储能系统还包括速度传感器，速度传感器适于检测主轴的转速，控制器与速度传感器电连接，控制器根据速度传感器所检测到的转速控制第一离合器在其结合状态与断开状态之间切换。
[0008]可选的，风速小于第一预设风速范围的最小值和/或转速小于第一预设转速范围的最小值时，第二储能部的释能优先级高于第一储能部的释能优先级；风速大于第二预设风速范围的最大值和/或转速大于第二预设转速范围的最大值时，第一储能部释能优先级高于第二储能部的释能优先级。
[0009]可选的，风力发电储能系统还包括：第二传动轴，通过第一传动机构与第一传动轴连接，第一传动轴与第二传动轴的传动比小于等于1；第二离合器，分别与第一储能部和第二传动轴连接，第二离合器具有结合状态及断开状态，第二离合器处于结合状态时，第一传动轴和第一储能部之间处于可传递动力状态，第二离合器处于断开状态时，第一传动轴与第一储能部之间处于不可传递动力状态。
[0010]可选的，风力发电储能系统还包括：第三传动轴，通过第二传动机构与第一传动轴连接，第一传动轴与第三传动轴的传动比大于1；第三离合器，连接在第三传动轴和第二储能部之间，第三离合器具有结合状态及断开状态，第三离合器处于结合状态时，第一传动轴和第二储能部之间处于可传递动力状态，第三离合器处于断开状态时，第一传动轴与第二储能部之间处于不可传递动力状态。
[0011]本专利技术还提供了一种风力发电机，其包括：发电机、叶片及上述的风力发电储能系统，发电机由风力发电储能系统的第一传动轴带动发电，叶片带动风力发电储能系统的主轴转动。
[0012]本专利技术还提供了一种风力发电储能控制方法，其包括以下步骤：获取外界环境的风速和/或主轴的转速；根据风速和/或转速控制第一离合器的状态、第一储能部和第二储能部的状态。
[0013]可选的，根据风速或转速控制第一离合器的状态、第一储能部和第二储能部的状态的步骤包括：判断风速是否在第一预设风速范围之内和/或转速是否在第一预设转速范围之内；当风速在第一预设风速范围之内和/或转速在第一预设转速范围之内时，控制第一离合器结合，第二储能部储能；当风速在第一预设风速范围之外和/或转速在第一预设转速范围之外时，判断风速是否在第二预设风速范围之内和/或转速是否在第二预设转速范围之内；当风速是否在第二预设风速范围之内和/或转速是否在第二预设转速范围之内时，第一离合器处于结合状态，第一储能部处于储能状态；当风速在第一预设风速范围及第二预设风速范围之外和/或转速在第一预设转速范围及第二预设转速范围之外时，控制第一离合器断开，第一储能部和/或第二储能部释能。
[0014]可选的，当风速在第一预设风速范围及第二预设风速范围之外和/或转速在第一预设转速范围及第二预设转速范围之外时，控制第一离合器处于断开状态，第一储能部和/或第二储能部处于释能状态的步骤包括：当风速小于第一预设风速范围的最小值或转速小于第一预设转速范围的最小值时，第二储能部的释能优先级高于第一储能部的释能优先级；当风速大于第二预设风速范围的最大值或转速大于第二预设转速范围的最大值时，第一储能部的释能优先级高于第二储能部的释能优先级。
[0015]SY224575CN
[0016]本专利技术具有以下优点：
[0017]1、在至少一实施方式中，在第一传动轴和主轴之间设置第一离合器，正常发电时主轴带动第一传动轴转动，第一储能部和第二储能部与第一传动轴传动配合并储存能量，当外界风力较小或风力过于大时，第一离合器处于断开状态，主轴与第一传动轴断开连接，第一储能部和第二储能部能够根据外界的风速变动调整势能顺序并带动第一传动轴旋转，能量利用率更高的同时使得第一传动轴能够持续转动，在无风情况下发电机依然可以发电运行，发电过程连续可实现不停机运行，使得风力发电机运行更稳定且无损耗，有效解决了现有技术中风力发电设备的蓄能结构复杂且可靠性差的问题，有效减少了风力发电设备在无风或风力较小时对电网运行的影响。
[0018]2、在至少一实施方式中，第一预设值为发电机能够正常运转的最低风速，第二预设值为发电机能够正常运转的最高风速，控制器能够根据风速传感器测得的风速控制第一离合器的状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电储能系统，其特征在于，包括：第一传动轴(11)，适于带动风力发电机的发电机(10)发电；主轴(13)，适于由风力发电机的叶片(12)带动旋转并传递动力，所述主轴(13)通过第一离合器(20)与所述第一传动轴(11)连接，所述第一离合器(20)具有结合状态及断开状态，所述第一离合器(20)处于结合状态时，所述主轴(13)和所述第一传动轴(11)之间处于可传递动力状态，所述第一离合器(20)处于断开状态时，所述主轴(13)和所述第一传动轴(11)之间处于不可传递动力状态；第一储能部，与所述第一传动轴(11)传动配合，所述第一储能部具有储能状态及释能状态；第二储能部，与所述第一传动轴(11)传动配合，所述第二储能部具有储能状态及释能状态；其中，所述第一储能部的最大储存能量大于所述第二储能部的最大储存能量；外界环境的风速在第一预设风速范围之内和/或所述主轴(13)的转速在第一预设转速范围之内时，所述第一离合器(20)处于结合状态，所述第二储能部处于储能状态；外界环境的风速在第二预设风速范围之内和/或所述主轴(13)的转速在第二预设转速范围之内时，所述第一离合器(20)处于结合状态，所述第一储能部处于储能状态；所述第一预设风速范围的最大值小于等于所述第二预设风速范围的最小值，所述第一预设转速范围的最大值小于等于所述第二预设转速范围的最小值；外界的风速在所述第一预设风速范围及所述第二预设风速范围之外和/或所述主轴(13)的转速在所述第一预设转速范围及所述第二预设转速范围之外时，所述第一离合器(20)处于断开状态时，所述第一储能部和/或所述第二储能部处于释能状态。2.根据权利要求1所述的风力发电储能系统，其特征在于，还包括：控制器(72)，与所述第一离合器(20)电连接，所述控制器(72)控制所述第一离合器(20)在其结合状态与断开状态之间切换。3.根据权利要求2所述的风力发电储能系统，其特征在于，所述风力发电储能系统还包括风速传感器(71)，所述风速传感器(71)适于检测外界环境的风速，所述控制器(72)与所述风速传感器(71)电连接，所述控制器(72)根据所述风速传感器(71)所检测到的风速控制所述第一离合器(20)在其结合状态与断开状态之间切换；和/或，所述风力发电储能系统还包括速度传感器(73)，所述速度传感器(73)适于检测所述主轴(13)的转速，所述控制器(72)与所述速度传感器(73)电连接，控制器(72)根据所述速度传感器(73)所检测到的转速控制所述第一离合器(20)在其结合状态与断开状态之间切换。4.根据权利要求1至3中任一项所述的风力发电储能系统，其特征在于，所述风速小于所述第一预设风速范围的最小值和/或所述转速小于所述第一预设转速范围的最小值时，所述第二储能部的释能优先级高于所述第一储能部的释能优先级；所述风速大于所述第二预设风速范围的最大值和/或所述转速大于所述第二预设转速范围的最大值时，所述第一储能部释能优先级高于所述第二储能部的释能优先级。5.根据权利要求1至3中任一项所述的风力发电储能系统，其特征在于，还包括：第二传动轴(14)，通过第一传动机构与所述第一传动轴(11)连接，所述第一传动轴
(11)与所述第二传动轴(14)的传动比小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘哲，
申请(专利权)人：三一重能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：