專利名稱：氣壓/液壓混合控制的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，涉及的是一種氣壓/液壓混合控制的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是一種無污染的能源，風(fēng)能的開發(fā)日益引起世界各國重視，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)取得快速發(fā)展。但是，由于風(fēng)的間歇性，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出不穩(wěn)定對(duì)并網(wǎng)發(fā)電影響較大，穩(wěn)定發(fā)電是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵難點(diǎn)之一?，F(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中，通過變槳距方式調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)葉片迎風(fēng)角，改變風(fēng)能利用率方式使系統(tǒng)穩(wěn)定。但是變槳距系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，風(fēng)能利用率不高，受風(fēng)速影響大。中國專利申請(qǐng)?zhí)?006100203514，名稱連續(xù)穩(wěn)定供電的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，可以將風(fēng)力轉(zhuǎn)換成機(jī)械能向高壓氣罐打氣儲(chǔ)能，然后將儲(chǔ)存的高壓氣體向風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)輸送，使其獲得連續(xù)穩(wěn)定的風(fēng)力，但是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單，沒有具體的控制裝置調(diào)節(jié)能量存儲(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于上述不足，提供一種氣壓/液壓混合控制的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電裝置，無論在何種風(fēng)況下均可使風(fēng)力機(jī)穩(wěn)定發(fā)電，提高風(fēng)能的開發(fā)和利用效率。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括風(fēng)能輸入系統(tǒng)、風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、 發(fā)電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。風(fēng)能輸入系統(tǒng)、風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)通過聯(lián)軸器依次連接。所述的風(fēng)能輸入系統(tǒng)包括風(fēng)力機(jī)、聯(lián)軸器、液壓無級(jí)變速器，其中風(fēng)力機(jī)通過聯(lián)軸器與液壓無級(jí)變速器相連。所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、氣動(dòng)閥島、空氣壓縮機(jī)排氣管、儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣管、儲(chǔ)氣罐、儲(chǔ)氣罐放氣管、氣馬達(dá)進(jìn)氣管、氣馬達(dá)組成。其中液壓無級(jí)變速器通過聯(lián)軸器與空氣壓縮機(jī)相連，壓縮后的空氣通過空氣壓縮機(jī)排氣管進(jìn)入氣動(dòng)閥島，氣動(dòng)閥島通過儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣管與儲(chǔ)氣罐連接，儲(chǔ)氣罐放氣管一端與儲(chǔ)氣罐連接，另一端與氣動(dòng)閥島相連，而氣動(dòng)閥島通過氣馬達(dá)進(jìn)氣管與氣馬達(dá)連接。所述的發(fā)電系統(tǒng)包括聯(lián)軸器和發(fā)電機(jī)，氣馬達(dá)通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)電機(jī)直接與電網(wǎng)連接。所述的控制系統(tǒng)包括風(fēng)速傳感器、輸入端轉(zhuǎn)速傳感器、儲(chǔ)氣罐壓力傳感器、輸出端轉(zhuǎn)速傳感器、輸出端轉(zhuǎn)矩傳感器、系統(tǒng)控制器。風(fēng)速傳感器安裝在風(fēng)力機(jī)葉輪上，用于檢測(cè)輸入風(fēng)速；輸入端轉(zhuǎn)速傳感器安裝在風(fēng)力機(jī)輸出軸上，用于檢測(cè)風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速；儲(chǔ)氣罐壓力傳感器檢測(cè)儲(chǔ)氣罐的壓力；輸出端轉(zhuǎn)速傳感器和輸出端轉(zhuǎn)矩傳感器安裝在氣馬達(dá)的輸出軸上，用于檢測(cè)氣馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和力矩。系統(tǒng)工作時(shí)風(fēng)能使風(fēng)力機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)輪帶動(dòng)液壓無級(jí)變速器轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)工作，空氣壓縮機(jī)將空氣增壓后經(jīng)過空氣壓縮機(jī)排氣管進(jìn)入氣動(dòng)閥島，氣動(dòng)閥島控制進(jìn)入儲(chǔ)氣罐中的空氣。高壓空氣可經(jīng)過氣馬達(dá)進(jìn)氣管驅(qū)動(dòng)氣馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的有效利用。所述的控制系統(tǒng)工作時(shí)，首先風(fēng)速被風(fēng)速傳感器連續(xù)監(jiān)測(cè)，在正常風(fēng)速下，壓縮空氣通過氣管道驅(qū)動(dòng)氣馬達(dá)使發(fā)電機(jī)發(fā)電；當(dāng)輸入風(fēng)速較大時(shí)，控制系統(tǒng)控制氣動(dòng)閥島打開儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣管，將壓縮氣體存儲(chǔ)在儲(chǔ)氣罐內(nèi)，發(fā)電的同時(shí)儲(chǔ)能；風(fēng)速較小時(shí)，控制系統(tǒng)控制氣動(dòng)閥島打開儲(chǔ)氣罐放氣管，由于儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)滿高壓氣體，通過儲(chǔ)氣罐放氣管連續(xù)向氣馬達(dá)提供高壓氣體，同時(shí)，儲(chǔ)氣罐壓力傳感器檢測(cè)儲(chǔ)氣罐存儲(chǔ)的高壓氣體狀況，控制氣動(dòng)閥島是否進(jìn)氣。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)設(shè)置有風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，能根據(jù)風(fēng)況的變化，對(duì)大風(fēng)速的富余能量進(jìn)行存儲(chǔ)，以補(bǔ)充風(fēng)速小時(shí)的能量不足，以保證氣馬達(dá)獲得連續(xù)穩(wěn)定的風(fēng)力，保證發(fā)電機(jī)不受環(huán)境變化的影響，以解決現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的間歇性。同時(shí)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，降低機(jī)體設(shè)計(jì)難度，降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)成本。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖其中1.風(fēng)速傳感器 2.風(fēng)力機(jī) 3.輸入端轉(zhuǎn)速傳感器 4.聯(lián)軸器 5.液壓無級(jí)變速器6.聯(lián)軸器7.空氣壓縮機(jī)8.氣動(dòng)閥島9.空氣壓縮機(jī)排氣管10.儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣管11.儲(chǔ)氣罐12.儲(chǔ)氣罐壓力傳感器13.儲(chǔ)氣罐放氣管14.氣馬達(dá)進(jìn)氣管 15.氣馬達(dá) 16.輸出端轉(zhuǎn)速傳感器 17.輸出端轉(zhuǎn)矩傳感器 18.聯(lián)軸器 19.發(fā)電機(jī) 20.電力系統(tǒng)21.系統(tǒng)控制器
具體實(shí)施例方式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由包括風(fēng)能輸入系統(tǒng)、風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。風(fēng)能輸入系統(tǒng)、風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)通過聯(lián)軸器依次連接。所述的風(fēng)能輸入系統(tǒng)包括風(fēng)力機(jī)2、聯(lián)軸器4、液壓無級(jí)變速器5，其中風(fēng)力機(jī)2 通過聯(lián)軸器4與液壓無級(jí)變速器5相連。所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)7、氣動(dòng)閥島8、空氣壓縮機(jī)排氣管9、儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣管10、儲(chǔ)氣罐11、儲(chǔ)氣罐放氣管13、氣馬達(dá)進(jìn)氣管14、氣馬達(dá)15組成。其中液壓無級(jí)變速器5通過聯(lián)軸器6與空氣壓縮機(jī)7相連，壓縮后的空氣通過空氣壓縮機(jī)排氣管9進(jìn)入氣動(dòng)閥島8，氣動(dòng)閥島8通過儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣管10與儲(chǔ)氣罐11連接，儲(chǔ)氣罐放氣管13 —端與儲(chǔ)氣罐11連接，另一端與氣動(dòng)閥島8相連，而氣動(dòng)閥島8通過氣馬達(dá)進(jìn)氣管14與氣馬達(dá)15連接。所述的發(fā)電系統(tǒng)包括聯(lián)軸器18和發(fā)電機(jī)19，氣馬達(dá)15通過聯(lián)軸器18與發(fā)電機(jī) 19連接，發(fā)電機(jī)19直接與電力系統(tǒng)20并網(wǎng)連接。所述的控制系統(tǒng)包括風(fēng)速傳感器1、輸入端轉(zhuǎn)速傳感器3、儲(chǔ)氣罐壓力傳感器12、 輸出端轉(zhuǎn)速傳感器16、輸出端轉(zhuǎn)矩傳感器17、系統(tǒng)控制器21。風(fēng)速傳感器1安裝在風(fēng)力機(jī) 2葉輪附近，用于檢測(cè)輸入風(fēng)速，輸入端轉(zhuǎn)速傳感器3安裝在聯(lián)軸器4上，用于檢測(cè)風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，儲(chǔ)氣罐壓力傳感器12檢測(cè)儲(chǔ)氣罐11的壓力；輸出端轉(zhuǎn)速傳感器16和輸出端轉(zhuǎn)矩傳感器17安裝在氣馬達(dá)15的輸出端口，用于檢測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)整體工作時(shí)風(fēng)能使風(fēng)力機(jī)2葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)輪帶動(dòng)液壓無級(jí)變速器5轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī) 7工作，空氣壓縮機(jī)7將空氣增壓后經(jīng)過空氣壓縮機(jī)排氣管9進(jìn)入氣動(dòng)閥島8，氣動(dòng)閥島8 控制進(jìn)入儲(chǔ)氣罐11中的空氣。儲(chǔ)氣罐11中的高壓空氣可經(jīng)過氣馬達(dá)進(jìn)氣管14驅(qū)動(dòng)氣馬達(dá)15轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)19轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的有效利用。所述的控制系統(tǒng)工作時(shí)，首先風(fēng)速被風(fēng)速傳感器1連續(xù)監(jiān)測(cè)，在正常風(fēng)速下，壓縮空氣通過氣管道驅(qū)動(dòng)氣馬達(dá)15使發(fā)電機(jī)19發(fā)電；當(dāng)輸入風(fēng)速較大時(shí)，控制系統(tǒng)21控制氣動(dòng)閥島8打開儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣管10，將壓縮氣體存儲(chǔ)在儲(chǔ)氣罐11內(nèi)，發(fā)電的同時(shí)儲(chǔ)能；風(fēng)速較小時(shí)，控制系統(tǒng)21控制氣動(dòng)閥島8打開儲(chǔ)氣罐放氣管13，由于儲(chǔ)氣罐11儲(chǔ)滿高壓氣體，通過儲(chǔ)氣罐放氣管13連續(xù)向氣馬達(dá)15提供高壓氣體，同時(shí)，儲(chǔ)氣罐壓力傳感器12檢測(cè)儲(chǔ)氣罐11存儲(chǔ)的高壓氣體狀況，控制氣動(dòng)閥島8是否進(jìn)氣。
權(quán)利要求
1.一種氣壓/液壓混合控制的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電裝置，其特征是，包括風(fēng)能輸入系統(tǒng)、風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。風(fēng)能輸入系統(tǒng)、風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)通過聯(lián)軸器依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣壓/液壓混合控制的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電裝置，其特征是，所述的風(fēng)能輸入系統(tǒng)包括風(fēng)力機(jī)、聯(lián)軸器、液壓無級(jí)變速器，其中風(fēng)力機(jī)通過聯(lián)軸器與液壓無級(jí)變速器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣壓/液壓混合控制的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電裝置，其特征是，所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、氣動(dòng)閥島、空氣壓縮機(jī)排氣管、儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣管、儲(chǔ)氣罐、儲(chǔ)氣罐放氣管、氣馬達(dá)進(jìn)氣管、氣馬達(dá)組成。其中液壓無級(jí)變速器通過聯(lián)軸器與空氣壓縮機(jī)相連，壓縮后的空氣通過空氣壓縮機(jī)排氣管進(jìn)入氣動(dòng)閥島，氣動(dòng)閥島由儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣管與儲(chǔ)氣罐連接，儲(chǔ)氣罐放氣管一端與儲(chǔ)氣罐連接，另一端與氣動(dòng)閥島相連，而氣動(dòng)閥島通過氣馬達(dá)進(jìn)氣管與氣馬達(dá)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣壓/液壓混合控制的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電裝置，其特征是，所述的發(fā)電系統(tǒng)包括聯(lián)軸器和發(fā)電機(jī)，氣馬達(dá)通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)電機(jī)直接與電力系統(tǒng)并網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣壓/液壓混合控制的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電裝置，其特征是，所述的控制系統(tǒng)包括風(fēng)速傳感器、輸入端轉(zhuǎn)速傳感器、儲(chǔ)氣罐壓力傳感器、輸出端轉(zhuǎn)速傳感器、輸出端轉(zhuǎn)矩傳感器、系統(tǒng)控制器。風(fēng)速傳感器安裝在風(fēng)力機(jī)葉輪上，用于檢測(cè)輸入風(fēng)速； 輸入端轉(zhuǎn)速傳感器安裝在風(fēng)力機(jī)輸出軸上，用于檢測(cè)風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速；儲(chǔ)氣罐壓力傳感器檢測(cè)儲(chǔ)氣罐的壓力；輸出端轉(zhuǎn)速傳感器和輸出端轉(zhuǎn)矩傳感器安裝在氣馬達(dá)的輸出軸上，用于檢測(cè)氣馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和力矩。
全文摘要
一種氣壓/液壓混合控制的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電裝置，包括風(fēng)能輸入系統(tǒng)、風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。風(fēng)能輸入系統(tǒng)、風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)通過聯(lián)軸器依次連接。風(fēng)能輸入系統(tǒng)包括風(fēng)力機(jī)、聯(lián)軸器、液壓無級(jí)變速器；風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、氣動(dòng)閥島、儲(chǔ)氣罐、氣馬達(dá)組成，完成能量存儲(chǔ)與釋放；發(fā)電系統(tǒng)包括聯(lián)軸器和發(fā)電機(jī)；控制系統(tǒng)由風(fēng)速傳感器、輸入端轉(zhuǎn)速傳感器、儲(chǔ)氣罐壓力傳感器、輸出端轉(zhuǎn)速傳感器、輸出端轉(zhuǎn)矩傳感器、系統(tǒng)控制器組成。本發(fā)明可根據(jù)風(fēng)況的變化，在風(fēng)速大時(shí)存儲(chǔ)能量而風(fēng)速小時(shí)釋放能量，以保證氣馬達(dá)獲得連續(xù)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)不受環(huán)境變化的影響，以解決現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不足。
文檔編號(hào)F03D7/02GK102162431SQ20101011021
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月21日
發(fā)明者王存堂, 趙國華 申請(qǐng)人:王存堂, 趙國華