專利名稱：一種大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，具體是涉及一種大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
隨著兆瓦級風(fēng)電機組的大規(guī)模應(yīng)用，風(fēng)電機組自身耗電也越來越大，由于風(fēng)電機組自身耗電是取自電網(wǎng)電源，而且風(fēng)電機組自身用電中有部分用電是單相用電，這對風(fēng)電機組端口電源產(chǎn)生了不平衡，使得風(fēng)電機組三相電源不平衡，雖然對風(fēng)電機組正常發(fā)電所造成的影響不是很大，但對風(fēng)電機組的控制存在一定的影響。另外，風(fēng)電機組上網(wǎng)電量要求的是凈功率，風(fēng)電機組所發(fā)出來的電能減去自身損耗后才計為上網(wǎng)電量。如果自身損耗太大，則凈上網(wǎng)電量將減少，所以風(fēng)電機組自用電的多少直接影響風(fēng)電機組額定上網(wǎng)電量，從而影響風(fēng)電機組功率曲線。目前風(fēng)電機組自用電都是來自電網(wǎng)取電，當(dāng)電網(wǎng)故障或者是風(fēng)電場線路檢修時，整個風(fēng)電機組將處于無電狀態(tài)，如果是夜間停電，風(fēng)電機組航燈也將停止工作，存在一定的安全隱患。目前風(fēng)電機組停電后風(fēng)電機組完全停止，塔筒內(nèi)無照明電源工作人員因為沒有電源無法對其進(jìn)行相關(guān)維護(hù)工作。所以目前風(fēng)電場線路停電后，將無法利用風(fēng)電機組停機的時間對其進(jìn)行維護(hù)。目前，風(fēng)電機組在天氣比較寒冷的冬天停電后，因沒有加熱電源，所以只能在上電后長時間等待加熱后才能起動風(fēng)電機組。航燈在停電后也是不能工作的。如果在停電時能有電源給加熱器供電，則不但可以縮短風(fēng)電機組起動時間，且可利用風(fēng)電場停電的時間對風(fēng)電機組進(jìn)行檢修與維護(hù)，那將增加風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)效益，所以解決風(fēng)電場停電時風(fēng)電機組電源的問題是關(guān)鍵。綜上所述，風(fēng)電機組需要一套獨立的供電系統(tǒng)，來解決上述問題。本裝置與方案的提出可以解決上述一些問題，從而增加風(fēng)電機組的可利用率，優(yōu)化風(fēng)電機組相關(guān)性能，提高風(fēng)電機組設(shè)備可靠性。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型的目的是提供一種大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，作為輔助供電系統(tǒng)，在線路停電時，為風(fēng)電機組供電，減輕大型風(fēng)電機組三相不平衡度，提高風(fēng)電設(shè)備的安全可靠性。為達(dá)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案一種大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，其中，在大型風(fēng)電機組機艙尾部固定安裝一小型風(fēng)力發(fā)電機組，小型風(fēng)力發(fā)電機組分別與大型風(fēng)電機組的PLC及小功率用電設(shè)備相連，用以為大型風(fēng)電機組提供輔助及應(yīng)急用電。本實用新型還可通過以下技術(shù)方案進(jìn)一步實現(xiàn)所述的大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，其中，所述小型風(fēng)力發(fā)電機組包括固定安裝在大型風(fēng)電機組機艙尾部上方的小型風(fēng)力發(fā)電機、輔助發(fā)電機控制系統(tǒng)及電能管理系統(tǒng)，輔助發(fā)電控制系統(tǒng)分別與小型風(fēng)力發(fā)電機、電能管理系統(tǒng)及大型風(fēng)電機組的PLC相連，電能管理系統(tǒng)分別與小型風(fēng)力發(fā)電機、輔助發(fā)電控制系統(tǒng)、大型風(fēng)電機組電源及大型風(fēng)電機組小功率用電設(shè)備相連。所述的大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，其中，所述電能管理系統(tǒng)內(nèi)配設(shè)儲能裝置。所述的大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，其中，所述小型風(fēng)力發(fā)電機的葉輪和機軸外裝設(shè)伴熱帶，伴熱帶與輔助發(fā)電控制系統(tǒng)相連，接收輔助發(fā)電控制系統(tǒng)發(fā)出的加熱指令進(jìn)行加熱。由于采用了以上技術(shù)方案，本實用新型具備如下技術(shù)效果I)、本實用新型的大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，在大型風(fēng)電機組的機艙尾部上方安裝小型風(fēng)力發(fā)電機組，該小型風(fēng)力發(fā)電機組可作為輔助供電系統(tǒng)獨立運行，在線路停電時為大型風(fēng)電機組提供應(yīng)急用電，便于工作人員對大型風(fēng)電機組進(jìn)行維護(hù)和檢修，并為夜間航燈供電，避免夜航燈斷電引發(fā)的危險。同時還可為大型風(fēng)電機組提供風(fēng)速參考，這是由于小型風(fēng)電機組的發(fā)電功率與風(fēng)速間存在函數(shù)關(guān)系，可以根據(jù)功率計算出風(fēng)速作為大型風(fēng)電機組風(fēng)速的參考，尤其是在大型風(fēng)電機組風(fēng)速儀發(fā)生故障或結(jié)冰時，更可作為大型風(fēng)電機組風(fēng)速的判斷條件；2)、本實用新型的大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，可以增加大型風(fēng)電機組上網(wǎng)凈功率，提高風(fēng)電機組功率曲線，減輕大型風(fēng)電機組單相用電造成的電源不平衡度，利用大型風(fēng)電機組未捕捉的風(fēng)能發(fā)電，從而增加風(fēng)能利用率；3)、本實用新型的大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，最佳采用垂直軸式永磁發(fā)電機組，無需進(jìn)行偏航動作就可以吸收風(fēng)能，而且對風(fēng)的品質(zhì)要求比較低，大型風(fēng)電機組葉片后產(chǎn)生的湍流風(fēng)就可以滿足小型風(fēng)力發(fā)電機的要求，可以正常發(fā)電；4)、本實用新型的大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，還可以在電能管理系統(tǒng)中配有儲能裝置，當(dāng)大型風(fēng)電機組停電時，輔助發(fā)電控制系統(tǒng)自動檢測到斷電信號，啟動儲能裝置，以確保工作人員對大型風(fēng)電機組進(jìn)行維護(hù)和檢修。5)、本實用新型的大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，還可以在小型風(fēng)電機組的葉輪或發(fā)電機組機軸外裝設(shè)伴熱帶，當(dāng)冬天結(jié)冰時可以自動解凍。

圖1為本實用新型大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置的控制原理示意圖。
具體實施方式如圖1-2所示，在大型風(fēng)電機組I的機艙11尾部固定安裝一小型風(fēng)力發(fā)電機組2，小型風(fēng)力發(fā)電機組2分別與大型風(fēng)電機組的PLC通信線路12及小功率輔助用電設(shè)備14相連，用以為大型風(fēng)電機組提供輔助及應(yīng)急用電。其中小型風(fēng)力發(fā)電機組可采用現(xiàn)有的任一種小型風(fēng)力發(fā)電機組，如中科恒源，浩凱科技，遠(yuǎn)東博力，綠電康科技公司生產(chǎn)的功率為幾千瓦的風(fēng)電機組及其控制系統(tǒng)，均可用于本實用新型。下面以小型風(fēng)力發(fā)電機組I采用垂直軸式永磁發(fā)電機組為例進(jìn)行進(jìn)一步說明。參見圖2所示，垂直軸式永磁發(fā)電機組包括固定安裝在大型風(fēng)電機組I的機艙尾部11上方的小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機21、輔助發(fā)電機控制系統(tǒng)23及電能管理系統(tǒng)22，輔助發(fā)電控制系統(tǒng)23分別與小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機21、電能管理系統(tǒng)22及大型風(fēng)電機組的PLC通信線路12相連；電能管理系統(tǒng)22分別與小型垂直風(fēng)力發(fā)電機21、輔助發(fā)電控制系統(tǒng)
23、大型風(fēng)電機組電源13及大型風(fēng)電機組小功率用電設(shè)備14相連。電能管理系統(tǒng)可采用天津南大強芯，八葉廈門新能源科技公司，德州儀器等廠家生產(chǎn)的小型風(fēng)力發(fā)電機組的電能管理系統(tǒng)。電能管理系統(tǒng)22內(nèi)還可配設(shè)儲能裝置。小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機21的葉輪和機軸外裝設(shè)伴熱帶，伴熱帶與輔助發(fā)電控制系統(tǒng)23相連，接收輔助發(fā)電控制系統(tǒng)23發(fā)出的加熱指令進(jìn)行加熱。本實用新型利用大型風(fēng)電機組剩余風(fēng)能和大型風(fēng)電機組停機時的風(fēng)能進(jìn)行輔助供電，小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機21發(fā)電能通過電能管理系統(tǒng)22儲存和使用。當(dāng)儲能裝置能量達(dá)到設(shè)定值前，風(fēng)電機組一部分自用電，如照明，加熱，PLC供電等小功率用電設(shè)備使用電網(wǎng)電源供電；當(dāng)儲能設(shè)備達(dá)到設(shè)定值后，切換到輔助供電系統(tǒng)供電，當(dāng)儲能設(shè)備能量小于下限設(shè)定值時切換到電網(wǎng)電源供電。由于輔助發(fā)電裝置采用垂直軸小型風(fēng)力發(fā)電機組，無需進(jìn)行偏航動作就可以吸收風(fēng)能，而且對風(fēng)的品質(zhì)要求比較低，所以大型風(fēng)電機組葉片后所產(chǎn)生的湍流風(fēng)可以滿足小型風(fēng)力發(fā)電機的要求，可以正常發(fā)電。輔助發(fā)電控制系統(tǒng)23還具有小型風(fēng)力發(fā)電機控制功能，對小型發(fā)電機進(jìn)行控制。輔助發(fā)電控制系統(tǒng)23可以通過電能管理系統(tǒng)22傳來的小型發(fā)電機發(fā)電量信號對其進(jìn)行計算，得出風(fēng)電機組風(fēng)速相關(guān)參考值，通過PLC通信線路12傳給大型風(fēng)電機組主控作為風(fēng)速的參考，當(dāng)大型風(fēng)電機組風(fēng)速儀出現(xiàn)故障或是冬天結(jié)冰不能正常使用時，可以將該信號作為輔助參考信號處理。小型風(fēng)電機配有伴熱帶，防止冬天因風(fēng)雪和霜將其凍結(jié)不能正常工作，該加熱命令是由輔助發(fā)電控制系統(tǒng)23根據(jù)小型風(fēng)電機的溫度傳感器信號，經(jīng)過邏輯判斷發(fā)出加熱命令。當(dāng)風(fēng)電場停電后，輔助發(fā)電控制系統(tǒng)23會自動檢測到斷電信號，啟動儲能裝置，儲能裝置將不受上限充電設(shè)定值限制進(jìn)行供電，確保工作人員對大型風(fēng)電機組進(jìn)行維護(hù)與檢修。儲能裝置供電能量將受儲能裝置容量限制和風(fēng)速限制。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型做任何形式上的限定。凡本領(lǐng)域的技術(shù)人員利用本實用新型的技術(shù)方案對上述實施例做出的任何等同的變動、修飾或演變等，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，其特征在于: 在大型風(fēng)電機組機艙的尾部固定安裝一小型風(fēng)力發(fā)電機組，小型風(fēng)力發(fā)電機組分別與大型風(fēng)電機組的PLC及小功率用電設(shè)備相連，用以為大型風(fēng)電機組提供輔助及應(yīng)急用電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，其特征在于: 所述小型風(fēng)力發(fā)電機組包括固定安裝在大型風(fēng)電機組機艙尾部上方的小型風(fēng)力發(fā)電機、輔助發(fā)電機控制系統(tǒng)及電能管理系統(tǒng)，輔助發(fā)電控制系統(tǒng)分別與小型風(fēng)力發(fā)電機、電能管理系統(tǒng)及大型風(fēng)電機組的PLC相連，電能管理系統(tǒng)分別與小型風(fēng)力發(fā)電機、輔助發(fā)電控制系統(tǒng)、大型風(fēng)電機組電源及大型風(fēng)電機組小功率用電設(shè)備相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述 的大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，其特征在于: 所述電能管理系統(tǒng)內(nèi)配設(shè)儲能裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3中所述的大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，其特征在于: 所述小型風(fēng)力發(fā)電機的葉輪和機軸外裝設(shè)伴熱帶，伴熱帶與輔助發(fā)電控制系統(tǒng)相連，接收輔助發(fā)電控制系統(tǒng)發(fā)出的加熱指令進(jìn)行加熱。
專利摘要本實用新型涉及一種大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，其在大型風(fēng)電機組機艙尾部固定安裝一小型風(fēng)力發(fā)電機組，小型風(fēng)力發(fā)電機組分別與大型風(fēng)電機組的PLC及小功率用電設(shè)備相連，用以為大型風(fēng)電機組提供輔助及應(yīng)急用電。本實用新型的大型風(fēng)電機組的輔助發(fā)電裝置，為大型風(fēng)電機組斷電時提供應(yīng)急電源，便于工作人員對大型風(fēng)電機組進(jìn)行維護(hù)與檢修，可以增加大型風(fēng)電機組上網(wǎng)凈功率，提高風(fēng)電機組功率曲線，減輕大型風(fēng)電機組單相用電造成的電源不平衡度，利用大型風(fēng)電機組未捕捉的風(fēng)能發(fā)電，從而增加風(fēng)能利用率。
文檔編號H02J7/00GK202914251SQ20122059354
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者徐佳園, 朱蓮, 潘磊 申請人:國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司