本實用新型涉及風力發(fā)電技術領域，尤其涉及一種利用小型風力發(fā)電機組在電網脫網后為海上風力發(fā)電機組供電的系統(tǒng)。
背景技術：
由于開發(fā)陸上風電受到土地資源、風資源、噪聲與環(huán)境等因素的制約越來越明顯，所以海上風電的開發(fā)逐漸成為風電開發(fā)的新方向。但是在海上風力發(fā)電機組運行期間，可能因為外部電網故障、并網等原因而失去電網支持。這時，將會給海上風力發(fā)電機組帶來以下危害：
第一、海上風電場處于嚴酷的海洋大氣環(huán)境中，空氣中的濕度和鹽霧濃度很高。如果失去電源供電，風力發(fā)電機組中的除濕、加熱、冷卻、除鹽霧等裝置無法正常工作。低溫、潮濕、鹽霧等可能導致風機的一些系統(tǒng)出現損壞或銹蝕，導致故障隱患。
第二、在暴風或者臺風等極端天氣時，風力發(fā)電機組已經電網脫網，如果失去電源供電，變槳系統(tǒng)和偏航系統(tǒng)無法正常工作，不能保證風力發(fā)電機組始終處于迎風面和葉片固定在順槳位置。可能增加風力發(fā)電機組載荷，給風力發(fā)電機組帶來安全隱患。
第三、風力發(fā)電機組屬于旋轉機械，并網前長時間的停止工作會導致風力發(fā)電機組內潤滑油、轉動部件的損壞。
因此，為了保證風力發(fā)電機組在失去電網支持情況下仍然能夠安全穩(wěn)定運行，目前風力發(fā)電機組大多配備一套備用電源系統(tǒng)，備用電源系統(tǒng)多采用柴油發(fā)電機組供電，優(yōu)點是柴油發(fā)電機組的環(huán)境適應性好、成本低廉、而且能夠長時間的連續(xù)運行。缺點是風電廠地理位置均較為偏僻，需要長距離運送柴油和建立儲油庫，容易造成安全隱患，而且柴油發(fā)電機組的效率低、污染嚴重。特別是對于海上風電廠，運輸和儲存均不方便，并且運行成本和維護成本較高。并且如果海上風力發(fā)電機組維護不當，備用電源供電時間不能滿足要求，將導致變槳和偏航系統(tǒng)不能正常運行，控制系統(tǒng)失效，對潤滑油、轉動部件造成損壞，使得風力發(fā)電機組存在安全隱患。因此，需要一種能夠長時間有效供電、且便于維護的海上風力發(fā)電機組的備用電源系統(tǒng)。
技術實現要素：
本實用新型的目的在于為海上風電機組提供一種利用小型抗臺風風力發(fā)電機組來實現長時間有效供電且運行維護成本低的風力發(fā)電機組備用電源系統(tǒng)。既能在海上風力發(fā)電機組正常運行時為蓄電池系統(tǒng)充電，又能為海上風力發(fā)電機組在并網前或脫網后的加熱系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)及其儲能裝置提供工作電源。
為達上述目的，本實用新型采用以下技術方案：
一種海上風力發(fā)電機組的備用電源系統(tǒng)，包括：
小型抗臺風風力發(fā)電機組，用于將風能轉化為電能；
控制器，電性連接在所述小型抗臺風風力發(fā)電機組和蓄電池之間，用于控制所述小型抗臺風風力發(fā)電機組向所述蓄電池充放電的電量；
逆變器，與所述蓄電池相連，用于將蓄電池中存儲的直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟姀亩鵀樗龊Ｉ巷L力發(fā)電機組供電。
根據本實用新型提出的海上風力發(fā)電機組的備用電源系統(tǒng)，其中，所述小型抗臺風風力發(fā)電機組布設在所述海上風力發(fā)電機組附近的地面上。
根據本實用新型提出的海上風力發(fā)電機組的備用電源系統(tǒng)，其中，所述小型抗臺風風電機組布設在風電場附近的岸邊升壓站附近。
根據本實用新型提出的海上風力發(fā)電機組的備用電源系統(tǒng)，其中，所述小型抗臺風風電機組布設在風電場升壓站平臺上。
根據本實用新型提出的海上風力發(fā)電機組的備用電源系統(tǒng)，其中，所述逆變器輸出的三相交流電用于為所述海上風力發(fā)電機組的加熱系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)及其儲能裝置供電。
與現有技術相比，本實用新型提出的海上大型風力發(fā)電機組的備用電源系統(tǒng)能夠長時間穩(wěn)定有效地供電，從而提供不依賴于外部電網的備用電源，既可以在正常運行情況下為大型風電機組蓄電系統(tǒng)充電，又可以在臺風條件下為大型風電機組的偏航、變槳系統(tǒng)提供持續(xù)供電。從而減少風電場開發(fā)運行成本，降低海上風電機組臺風情況下的載荷，確保機組安全運行。
附圖說明
圖1是本實用新型的海上風力發(fā)電機組的備用電源系統(tǒng)一具體實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
圖1是根據本實用新型實施例的風力發(fā)電機組的備用電源系統(tǒng)的結構示意圖。參照圖1，所述風力發(fā)電機組的備用電源系統(tǒng)包括小型抗臺風風力發(fā)電機組U1、控制器U2、蓄電池U3以及逆變器U4。具體地講，小型抗臺風風力發(fā)電機組U1風輪將風能轉化成電能并存儲電能。小型抗臺風風力發(fā)電機組U1可為水平軸風力發(fā)電機組和垂直軸風力發(fā)電機組?？刂破鱑2用于控制和顯示風力機對蓄電池U3的充電。蓄電池U3用于存儲和供應電能。例如，當外部電網正常供電從而風力發(fā)電機組正常運行時，蓄電池U3處于存儲電能的狀態(tài)。當外部電網掉電時，蓄電池U3處于供應電能的狀態(tài)。逆變器U4用于將蓄電池存儲的直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟?，以便外部電網掉電時為風力發(fā)電機組的電氣系統(tǒng)供電。
當外部電網正常供電時，開關K2閉合，K1斷開。此時，蓄電池處于存儲電能的狀態(tài)。當外部電網掉電時，開關K2斷開，K1閉合，蓄電池U3通過逆變器U4向風力發(fā)電機組供電，從而將電能提供給需要供電的各個電氣系統(tǒng),例如為風力發(fā)電機組的加熱系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)及其儲能裝置提供工作電源。此時，蓄電池處于供應電能的狀態(tài)。另外，蓄電池可同時處于存儲電能的狀態(tài)。
根據本實用新型的實施例，小型抗臺風風力發(fā)電機組的布設方式可包含以下形式中的至少一種：就地布設，即小型抗臺風風電機組布設在風力發(fā)電機組附近的地面上；岸邊升壓站附近布設，即將小型抗臺風風電機組布設在風電場附近的岸邊升壓站附近；海上升壓站平臺上布置，將小型抗臺風風電機組布設在風電場海上升壓站平臺上。
盡管以上描述了幾種小型抗臺風風電機組的布設方式，但是本實用新型不限于此，可以以其他各種布設方式來布置小型抗臺風風電機組。
通過使用根據本實用新型實施例的風力發(fā)電機組備用電源系統(tǒng)，在臺風情況下，該備用電源系統(tǒng)還可以為偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)提供電源，降低機組載荷，保證機組安全運行；在風電場并網前，該備用電源系統(tǒng)還可以為風力發(fā)電機組的加熱系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)及其儲能裝置提供工作電源，能減少低溫、高溫、潮濕等不利的環(huán)境因素對風力發(fā)電機組內部電氣系統(tǒng)的危害。
本領域普通技術人員可以理解：附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本實用新型所必須的。
本領域普通技術人員可以理解：實施例中的裝置中的模塊可以按照實施例描述分布于實施例的裝置中，也可以進行相應變化位于不同于本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。
最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型實施例技術方案的精神和范圍。