高效率任意風(fēng)向發(fā)電管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高效率任意風(fēng)向發(fā)電管理系統(tǒng)，包括任意風(fēng)向發(fā)電前端、通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控終端，所述任意風(fēng)向發(fā)電前端包括葉輪、傳動系統(tǒng)、發(fā)電機、控制器、無線傳輸模塊、調(diào)向電機、交互式人機操作界面、冷卻泵、機艙加熱器和相對風(fēng)向傳感器；所述任意風(fēng)向發(fā)電前端連接通訊網(wǎng)絡(luò)，所述通訊網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)控終端，所述傳動系統(tǒng)包括低速軸、齒輪箱和高速軸，葉輪通過傳動系統(tǒng)連接發(fā)電機，控制器分別連接無線傳輸模塊、調(diào)向電機、冷卻泵、機艙加熱器、發(fā)電機、相對風(fēng)向傳感器和交互式人機操作界面。本發(fā)明能利用任意風(fēng)向風(fēng)源進(jìn)行高效輸出發(fā)電，且延長了調(diào)向機構(gòu)的壽命、提高了發(fā)電量；同時利用無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，方便了管理員對任意風(fēng)向發(fā)電機的遠(yuǎn)程管理。
【專利說明】高效率任意風(fēng)向發(fā)電管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于綠色能源發(fā)電管理系統(tǒng)技術(shù)機領(lǐng)域，尤其是一種高效率任意風(fēng)向發(fā)電管理系統(tǒng)。
[0002]【背景技術(shù)】
風(fēng)能，是人類最早使用的能源之一；風(fēng)電也一直是世界增長最快的新能源，近年來風(fēng)力發(fā)電機獲得長足發(fā)展，據(jù)國家有關(guān)部門預(yù)測:2020年全球風(fēng)力發(fā)電裝機將達(dá)到12.31億千瓦，占全球發(fā)電總量12%,我國每年裝機容量年超過30%,近幾年風(fēng)力發(fā)電機的單機容量已從IOKW級發(fā)展到麗級，在IOKW以上的風(fēng)力發(fā)電機中，大多數(shù)采用水平軸葉輪，在發(fā)電時葉輪平面需與風(fēng)向垂直以獲取較大的風(fēng)能，因此隨著風(fēng)向的變化需要調(diào)整葉輪平面使之迎風(fēng)。調(diào)整葉輪平面進(jìn)行迎風(fēng)有兩種方式:一種是在風(fēng)力的作用下葉輪自行調(diào)至迎風(fēng)位置，這種方式被稱之為被動迎風(fēng)；一種是由調(diào)向電機將葉輪調(diào)制迎風(fēng)位置，這種方式被稱之為主動迎風(fēng)。被動迎風(fēng)不需要測量風(fēng)向，不需要對迎風(fēng)進(jìn)行控制，結(jié)構(gòu)較簡單，但因風(fēng)向存在離散性，被動迎風(fēng)時葉輪平面頻繁擺動，影響調(diào)向機構(gòu)的壽命；主動迎風(fēng)首先測量風(fēng)向，再控制調(diào)向電機進(jìn)行主動迎風(fēng)，減少了葉輪的擺動次數(shù)，延長了葉輪的使用壽命，同時也降低了風(fēng)力發(fā)電機的成本。雖然國內(nèi)市場有主動迎風(fēng)式的風(fēng)力發(fā)電機，但發(fā)電效率不高，不能滿足商業(yè)市場對葉輪智能化控制的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能將任意方向的風(fēng)能高效智能轉(zhuǎn)換為電能，且對本系統(tǒng)實時監(jiān)控管理的高效率任意風(fēng)向發(fā)電管理系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種高效率任意風(fēng)向發(fā)電管理系統(tǒng)，包括任意風(fēng)向發(fā)電前端、通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控終端，所述任意風(fēng)向發(fā)電前端包括葉輪、傳動系統(tǒng)、發(fā)電機、控制器、無線傳輸模塊、調(diào)向電機、交互式人機操作界面、冷卻泵、機艙加熱器和相對風(fēng)向傳感器；所述任意風(fēng)向發(fā)電前端連接通訊網(wǎng)絡(luò)，所述通訊網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)控終端，所述傳動系統(tǒng)包括低速軸、齒輪箱和高速軸，葉輪通過傳動系統(tǒng)連接發(fā)電機，控制器分別連接無線傳輸模塊、調(diào)向電機、冷卻泵、機艙加熱器、發(fā)電機、相對風(fēng)向傳感器和交互式人機操作界面。
[0005]而且，所述通訊網(wǎng)絡(luò)包括3G網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)。
[0006]而且，所述的葉輪采用上風(fēng)式，且為3片風(fēng)葉。
[0007]而且，所述的相對風(fēng)向傳感器由風(fēng)向標(biāo)、傳感器基座和角度-電信號轉(zhuǎn)換器構(gòu)成；其中，風(fēng)向標(biāo)和傳感器分別與角度-電信號轉(zhuǎn)換器相連，角度-電信號轉(zhuǎn)換器連接控制器。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
1、本發(fā)明采用單級增速裝置加多級同步發(fā)電機技術(shù)，此設(shè)計的傳動系統(tǒng)能量損失小、維護(hù)費用低、可靠性好；同時其交互式人機操作界面與控制器相連，方便風(fēng)力發(fā)電機的管理人員對其進(jìn)行管理控制，利用變槳距調(diào)節(jié)的方式，使整個風(fēng)力發(fā)電機的機組起動性較好，輸出功率穩(wěn)定，機組結(jié)構(gòu)受力小，停機方便安全。[0009]2、本發(fā)明設(shè)計合理，利用相對風(fēng)向傳感器使整個風(fēng)力發(fā)電機可以準(zhǔn)確測量風(fēng)的方向，并利用控制器智能控制調(diào)向電機作用于葉輪進(jìn)行主動迎風(fēng)，利用任意風(fēng)向的風(fēng)源進(jìn)行高效輸出發(fā)電，且延長了調(diào)向機構(gòu)的壽命、提高了發(fā)電量；同時利用無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，方便了管理員對任意風(fēng)向發(fā)電機運行狀況的實時查看，有助于管理員對任意風(fēng)向發(fā)電
機的管理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進(jìn)一步詳述:
一種高效率任意風(fēng)向發(fā)電管理系統(tǒng)，如圖1所示:包括任意風(fēng)向發(fā)電前端、通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控終端，所述任意風(fēng)向發(fā)電前端包括葉輪、傳動系統(tǒng)、發(fā)電機、控制器、無線傳輸模塊、調(diào)向電機、交互式人機操作界面、冷卻泵、機艙加熱器和相對風(fēng)向傳感器；所述任意風(fēng)向發(fā)電前端連接通訊網(wǎng)絡(luò)，所述通訊網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)控終端，所述傳動系統(tǒng)包括低速軸、齒輪箱和高速軸，葉輪通過傳動系統(tǒng)連接發(fā)電機，控制器分別連接無線傳輸模塊、調(diào)向電機、冷卻泵、機艙加熱器、發(fā)電機、相對風(fēng)向傳感器和交互式人機操作界面。所述通訊網(wǎng)絡(luò)包括3G網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)；所述的葉輪采用上風(fēng)式，且為3片風(fēng)葉；所述的相對風(fēng)向傳感器由風(fēng)向標(biāo)、傳感器基座和角度-電信號轉(zhuǎn)換器構(gòu)成；其中，風(fēng)向標(biāo)和傳感器分別與角度-電信號轉(zhuǎn)換器相連，角度-電信號轉(zhuǎn)換器連接控制器；所述的齒輪箱采用行星式；所述的交互式人機操作界面包括鍵盤、液晶顯示屏和主機；所述的角度-電信號轉(zhuǎn)換器采用非接觸式轉(zhuǎn)換器。
[0012]結(jié)合圖1，闡述本發(fā)明的工作原理:風(fēng)向標(biāo)處在葉輪旋轉(zhuǎn)軸上，可隨風(fēng)自由轉(zhuǎn)動，其方向與風(fēng)向一致；傳感器基座安裝在短倉尾部，其基準(zhǔn)方向與葉輪平面法線方向一致，因此，風(fēng)向標(biāo)方向與傳感器基座基準(zhǔn)方向的夾角即為風(fēng)向與葉輪平面法線方向的夾角。風(fēng)向標(biāo)和傳感器基座作為感應(yīng)元件將風(fēng)向的角度變化用角度-電信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電信號，傳遞到控制器，經(jīng)過比較后控制器給調(diào)向電機發(fā)出順時針或逆時針的偏航命令，為了減少偏航時的力矩，電機轉(zhuǎn)速將通過同軸連接的減速器減速后，將偏航力矩作用在偏航軸承上，帶動風(fēng)輪偏航對風(fēng)，當(dāng)對風(fēng)完成后，風(fēng)向標(biāo)和傳感器基座失去電信號，調(diào)向電機停止工作，偏航過程結(jié)束。傳動系統(tǒng)包括低速軸、齒輪箱和高速軸；其中，齒輪箱連接低速軸和高速軸可以將很低的葉輪轉(zhuǎn)速變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機轉(zhuǎn)速，同時也使發(fā)電機易于控制，當(dāng)風(fēng)速矢量的方向變化時，精密的相對風(fēng)向傳感器將檢測信號傳輸給控制器，經(jīng)過分析后驅(qū)動調(diào)向電機和齒輪箱使風(fēng)力發(fā)電機盡可能的減小風(fēng)能損失，快速平穩(wěn)的對準(zhǔn)風(fēng)向，以便使葉輪獲得最大的風(fēng)能。在風(fēng)力發(fā)電機的機艙內(nèi)還包括機艙加熱器和冷卻泵，對機艙進(jìn)行溫度的控制，保證整個發(fā)電機的安全運行，控制器連接交互式人機操作界面，風(fēng)力發(fā)電機的管理人員可以通過主機、顯示器和液晶顯示屏對整個風(fēng)力發(fā)電機進(jìn)行管理和控制。
[0013]需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高效率任意風(fēng)向發(fā)電管理系統(tǒng)，其特征在于:包括任意風(fēng)向發(fā)電前端、通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控終端，所述任意風(fēng)向發(fā)電前端包括葉輪、傳動系統(tǒng)、發(fā)電機、控制器、無線傳輸模塊、調(diào)向電機、交互式人機操作界面、冷卻泵、機艙加熱器和相對風(fēng)向傳感器；所述任意風(fēng)向發(fā)電前端連接通訊網(wǎng)絡(luò)，所述通訊網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)控終端，所述傳動系統(tǒng)包括低速軸、齒輪箱和高速軸，葉輪通過傳動系統(tǒng)連接發(fā)電機，控制器分別連接無線傳輸模塊、調(diào)向電機、冷卻泵、機艙加熱器、發(fā)電機、相對風(fēng)向傳感器和交互式人機操作界面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率任意風(fēng)向發(fā)電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述通訊網(wǎng)絡(luò)包括3G網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率任意風(fēng)向發(fā)電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的葉輪采用上風(fēng)式，且為3片風(fēng)葉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率任意風(fēng)向發(fā)電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的相對風(fēng)向傳感器由風(fēng)向標(biāo)、傳感器基座和角度-電信號轉(zhuǎn)換器構(gòu)成；其中，風(fēng)向標(biāo)和傳感器分別與角度-電信號轉(zhuǎn)換器相連，角度-電信號轉(zhuǎn)換器連接控制器。
【文檔編號】F03D7/00GK103452757SQ201310420513
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】毛振剛, 毛媛媛, 毛芳芳 申請人:毛振剛