一种利用高空风能发电的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及高空风能发电技术领域，特别涉及一种利用高空风能发电的方法和系统。本发明专利技术实施例提供了一种利用高空风能发电的方法，包括：S1：打开做功伞，所述做功伞在风力的作用下升高，所述做功伞通过缆绳带动卷扬机旋转，卷扬机与多个并联的发电电动单元连接，所述发电电动单元将所述卷扬机的机械能转化为电能，多个所述发电电动单元与电网并联，将电能传输至所述电网；S2：收拢所述做功伞，所述电网为所述发电电动单元供电，所述发电电动单元驱动所述卷扬机旋转，所述卷扬机通过所述缆绳带动所述做功伞下降；重复S1

【技术实现步骤摘要】
一种利用高空风能发电的方法和系统


[0001]本专利技术涉及高空风能发电
，特别涉及一种利用高空风能发电的方法和系统。

技术介绍

[0002]伞梯组合型高空风能发电技术是陆基高空风力发电一种，通过缆绳的上下运动带动机械传动系统及对应电机转动。因其自身机电特性，发电机在风电机组的运行中至关重要。
[0003]现有技术中，在利用高空风能发电时，多个做功伞带动多个卷扬机转动，将风能转化为机械能，多个卷扬机同时与一根机械主轴连接，多个卷扬机同时带动机械主轴转动，机械主轴与地面发电机连接，机械主轴将卷扬机的机械能传给发电机，从而将机械能转化为电能。但是，机械能在传递的过程中容易损耗能量，能量传递效率低。
[0004]因此，针对以上不足，急需一种能量传递效率高的发电方法和系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种利用高空风能发电的方法和系统，能够提供一种能量传递效率高的发电方法和系统。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种利用高空风能发电的方法，包括：
[0007]S1：打开做功伞，所述做功伞在风力的作用下升高，所述做功伞通过缆绳带动卷扬机旋转，卷扬机与多个并联的发电电动单元连接，所述发电电动单元将所述卷扬机的机械能转化为电能，多个所述发电电动单元与电网并联，将电能传输至所述电网；
[0008]S2：收拢所述做功伞，所述电网为所述发电电动单元供电，所述发电电动单元驱动所述卷扬机旋转，所述卷扬机通过所述缆绳带动所述做功伞下降；
[0009]重复S1
‑
S2。
[0010]在一种可能的设计中，所述发电电动单元包括离合器，所述离合器用于断开或接通所述发电电动单元和所述卷扬机之间的传动连接；
[0011]S2包括：
[0012]收拢所述做功伞，至少一个所述发电电动单元的所述离合器闭合运行，其余的所述发电电动单元的所述离合器分开停运，所述离合器运行的所述发电电动单元驱动所述卷扬机旋转，所述卷扬机通过所述缆绳带动所述做功伞下降。
[0013]在一种可能的设计中，所述至少一个所述发电电动单元的所述离合器闭合运行，包括：
[0014]根据收回需求确定所述离合器闭合运行的所述发电电动单元的个数：
[0015]若需要慢速收回所述做功伞，一个所述发电电动单元的所述离合器闭合运行；
[0016]若需要快速收回所述做功伞，两个所述发电电动单元的所述离合器闭合运行；
[0017]若所述做功伞无法收拢需要紧急收回所述做功伞，三个所述发电电动单元的所述
离合器闭合运行。
[0018]在一种可能的设计中，所述发电电动单元至少包括第一发电电动单元和第二发电电动单元，所述第一发电电动单元的功率大于所述第二发电电动单元；
[0019]所述至少一个所述发电电动单元的所述离合器闭合运行，包括：
[0020]根据收回需求确定所述离合器闭合运行的所述发电电动单元的个数：
[0021]若需要慢速收回所述做功伞，所述第二发电电动单元的所述离合器闭合运行；
[0022]若需要快速收回所述做功伞，所述第一发电电动单元的所述离合器闭合运行；
[0023]若所述做功伞无法收拢需要紧急收回所述做功伞，所述第一发电电动单元和所述第二发电电动单元的所述离合器闭合运行。
[0024]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种利用高空风能发电的系统，用于实现上述第一方面任一方法，所述系统包括所述做功伞、所述卷扬机、多个所述发电电动单元和电网；
[0025]所述做功伞通过所述缆绳与所述卷扬机连接，所述卷扬机与多个所述发电电动单元并联，多个所述发电电动单元与所述电网并联，所述发电电动单元用于将机械能转化为电能或将电能转化为机械能。
[0026]在一种可能的设计中，所述发电电动单元依次包括串联的齿轮箱、离合器、发电电动装置；
[0027]所述齿轮箱与所述卷扬机连接；
[0028]所述离合器用于分离和结合所述齿轮箱和所述发电电动装置；
[0029]多个所述发电电动装置与所述电网并联，所述发电电动装置用于将机械能转化为电能或将电能转化为机械能。
[0030]在一种可能的设计中，所述发电电动装置包括依次串联的发电电动机和变流器。
[0031]在一种可能的设计中，所述发电电动机为鼠笼感应发电电动机。
[0032]在一种可能的设计中，所述变流器为全功率变流器。
[0033]在一种可能的设计中，多个所述发电电动单元与电气汇流母线并联，所述电气汇流母线通过并网变压器与所述电网连接。
[0034]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0035]在本实施例中，做功伞在高空风力作用下上升，做功伞连接有缆绳，缆绳另一端连接卷扬机，上升的做功伞通过缆绳驱动卷扬机。卷扬机与多个发电电动单元并联，卷扬机转动同时驱动多个并联的发电电动单元转动发电，多个并联的发电电动单元发出的电能汇聚后传输至电网，也就是说，在高空直接汇聚电能，然后再将电能传输至地面。相对于多个卷扬机带动主轴转动，然后通过主轴将机械能传递至地面的机械传输方式，汇聚电能后传输电能的方式在传递过程中的能量损耗更少，传递能量效率更高，输出过程更稳定。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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例，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。
[0037]图1是本专利技术实施例提供的一种利用高空风能发电的方法流程图；
[0038]图2是本专利技术实施例提供的一种利用高空风能发电的系统结构示意图；
[0039]图中：
[0040]1‑
做功伞；
[0041]2‑
缆绳；
[0042]3‑
卷扬机；
[0043]4‑
齿轮箱；
[0044]5‑
离合器；
[0045]6‑
发电电动机；
[0046]7‑
变流器；
[0047]8‑
开关；
[0048]9‑
母线；
[0049]10
‑
并网变压器；
[0050]11
‑
电网。
具体实施方式
[0051]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中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的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。
[0052]在本专利技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用高空风能发电的方法，其特征在于，包括：S1：打开做功伞(1)，所述做功伞(1)在风力的作用下升高，所述做功伞(1)通过缆绳(2)带动卷扬机(3)旋转，卷扬机(3)与多个并联的发电电动单元连接，所述发电电动单元将所述卷扬机(3)的机械能转化为电能，多个所述发电电动单元与电网(11)并联，将电能传输至所述电网(11)；S2：收拢所述做功伞(1)，所述电网(11)为所述发电电动单元供电，所述发电电动单元驱动所述卷扬机(3)旋转，所述卷扬机(3)通过所述缆绳(2)带动所述做功伞(1)下降；重复S1
‑
S2。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发电电动单元包括离合器(5)，所述离合器(5)用于断开或接通所述发电电动单元和所述卷扬机(3)之间的传动连接；S2包括：收拢所述做功伞(1)，至少一个所述发电电动单元的所述离合器(5)闭合运行，其余的所述发电电动单元的所述离合器(5)分开停运，所述离合器(5)运行的所述发电电动单元驱动所述卷扬机(3)旋转，所述卷扬机(3)通过所述缆绳(2)带动所述做功伞(1)下降。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个所述发电电动单元的所述离合器(5)闭合运行，包括：根据收回需求确定所述离合器(5)闭合运行的所述发电电动单元的个数：若需要慢速收回所述做功伞(1)，一个所述发电电动单元的所述离合器(5)闭合运行；若需要快速收回所述做功伞(1)，两个所述发电电动单元的所述离合器(5)闭合运行；若所述做功伞(1)无法收拢需要紧急收回所述做功伞(1)，三个所述发电电动单元的所述离合器(5)闭合运行。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发电电动单元至少包括第一发电电动单元和第二发电电动单元，所述第一发电电动单元的功率大于所述第二发电电动单元；所述至少一个所述发...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗必雄，徐晓燕，张力，张炳成，石韬，蔡彦枫，汤东升，周冰，李晓宇，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：