风力发电系统技术方案

提供了一种风力发电系统，包括：发电机；至少两套阻力型风机；以及转动式承载设备，其中，至少两套阻力型风机前后相邻地卧式放置于转动式承载设备上，并且带动发电机切割磁力线从而产生电能。根据本发明专利技术实施例的风力发电系统通过卧式放置阻力型风机，实现了低高度、低风速条件下的风力发电，大大拓展了风力发电的选址范围，可以最大限度地拉近发电与用电环节，并可与其他新能源发电方案有机结合，提高单位面积上的新能源发电总量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电领域，尤其涉及一种风力发电系统。
技术介绍
为获取稳定、高速的风力资源以及降低度电成本，当前的风力发电越来越向高塔 架、单机大容量方向发展。但是，适宜建设此类风电场的地区（例如，新疆北部、内蒙古、甘 肃北部等）往往远离用电中心，这导致发电与用电之间的脱节，远距离大规模输电也会给 电网带来沉重的负担。 在低风速发电领域，通常采用永磁发电机来将风机的机械能转换为电能，但受到 材料、技术和成本等因素的限制，永磁发电机的转速通常不低于75转/分（rpm)，而且转速 越低，发电机的体积和每千瓦成本越大。 中国专利技术专利申请CN104660153A提出了一种风光互补的太阳能发电系统。如图 1所示，该风光互补的太阳能发电系统包括：布置于基础面上的光伏发电系统和/或光热发 电系统；倾斜集风面；以及风力发电装置，其中风力发电装置布置在倾斜集风面与基础面 之间的通风间隙形成的集风口处、或者布置在相邻倾斜集风面之间的通风间隙形成的集风 口处。该风光互补的太阳能发电系统存在如下问题：1)风力发电装置设置在光伏板下方， 高度太低（通常，风速随着高度的增加而增加），而且地面不平整，所以风能会被障碍物等 降低，并且由于边界层效应产生湍流，风能质量低下；2)风能经过光伏板后会降低，因而基 本无可利用的风能；3)风力发电装置若有一半处在光伏板上方，那么这半风力发电装置会 对光伏板造成遮挡，因而可能会导致被遮挡的光伏板短路烧损；4)风力发电装置不具备时 时对风的能力，对风能的有效利用率低下。中国技术专利申请CN202673571U提出了一种框架式水平风力发电机。如图 2所示，该框架式水平风力发电机经由塔架结构被安装在圆形轨道基础上，塔架结构的多组 支撑杆的上部装有方形的风轮框架，风轮框架迎风面下部装有导风板，在方形的风轮框架 中间，装有带两端轴头的直驱式发电机，发电机两端与左右两风机叶轮组相连。该框架式水 平风力发电机存在如下问题：1)其风轮框架处于风叶的外围，并未对风叶自身的强度起到 增强作用，而且外围过多的框架也对空气的流动存在干扰，不利于有效利用风能；2)由于 其"带两端轴头的发电机（9)的转子转轴通过联轴器与所述的风机叶轮组（8)的旋转轴相 连接"，为确保两侧风叶的受风，导风板的布置位置处于叶片的下边缘，使得旋转到逆风侧 的风叶会受到较大的阻力，导致风机轴输出的有效扭矩降低。 中国技术专利申请CN201513298U提出了 一种全向旋转双风轮风力发电机。 如图3所示，该全向旋转双风轮风力发电机包括发电机组，其中，二组五叶片风车式风轮和 二件传动轴通过轴承座连接在机架上。该全向旋转双风轮风力发电机存在如下问题：1)风 叶轴为悬臂结构，不利于形成有效的结构强度；2)风叶的几何形状导致其风能利用效率低 下，整体出力不足。 中国专利技术专利申请CN102255566A提出了一种风光互补的发电装置。如图4所示， 该风光互补的发电装置包括全自动光伏太阳能发电机和垂直轴风力发电机两部分，其中光 伏太阳能发电机包括底座、水平旋转轴承、和安装在水平旋转轴承上的太阳能电池板；太阳 能电池板由微电脑控制，随阳光入射角的变化改变方位而始终对准太阳；垂直轴风力发电 机安装在底座另一侧，它主要包括风机风叶和发电机；光伏太阳能发电机和垂直轴风力发 电机所产生的电能被储存进蓄电系统。该风光互补的发电装置存在如下问题：1)只有当风 从光伏组件侧面吹过来时，风机才能发电，风向稍微有一点偏移风能将被光伏组件所阻挡； 2)竖直安装垂直轴发电机时无法完全利用光伏组件的横向长度，想要增大风力发电机的装 机功率只能增大其风叶直径，直接影响了整个装置的安装面积；3)在低空的风速比较低， 该装置无法集风和导风，因而发电效率和发电量低下。
技术实现思路
鉴于以上所述的一个或多个问题，本专利技术提供了一种适用于低风速的风力发电系 统。 根据本专利技术实施例的风力发电系统，包括：发电机；至少两套阻力型风机；以及转 动式承载设备，其中，至少两套阻力型风机前后相邻地卧式放置于转动式承载设备上，并且 带动发电机切割磁力线从而产生电能。 在根据本专利技术实施例的风力发电系统中，转动式承载设备为安装于地面的转动式 圆盘、或单轴转动式承载设备。 在根据本专利技术实施例的风力发电系统中，至少两套阻力型风机在高度方向上成高 低布置。具体地，至少两套阻力型风机的直径相等，并且至少两套阻力型风机中位于上风向 的风机与位于下风向的风机之间的旋转轴线高度差与它们的半径相等；或者至少两套阻力 型风机的直径不相等，并且至少两套阻力型风机中位于上风向的风机的最高处与位于下风 向的风机的旋转轴线高度相等。 在根据本专利技术实施例的风力发电系统中，至少两套阻力型风机采用直驱方式、双 转子对转方式、增速方式中的任意一种或多种与发电机连接。 根据本专利技术实施例的风力发电系统还包括：控制模块；以及电机，其中，控制模块 根据该风力发电系统周围的风力信息拟定调整策略或者从外部接收调整策略并驱动电机 动作，使得转动式承载设备水平转动从而实现对至少两套阻力型风机的位置的调整。 根据本专利技术实施例的风力发电系统还包括：自检模块；以及通讯模块，其中，自检 模块检测该风力发电系统周围的风力信息，通讯模块通过有线和/或无线的方式向上级控 制中心发送风力信息并且从上级控制中心接收调整策略。 在根据本专利技术实施例的风力发电系统中，发电机为双转子对转发电机，其中双转 子对转发电机的两侧分别设置有阻力型风机，并且双转子对转发电机两侧设置的阻力型风 机的迎风方向一致，旋转方向相同。双转子对转发电机一侧的发电机轴与该侧的阻力型风 机的轴线重合连接，另一侧的发电机轴与该另一侧的阻力型风机轴通过换向部件传递扭 矩。 在根据本专利技术实施例的风力发电系统中，当至少两套阻力型风机采用增速方式与 发电机连接时，至少两套阻力型风机的主体结构为框架形式，其上连接金属板形成风叶及 侧板部件。 在根据本专利技术实施例的风力发电系统中，转动式承载设备的驱动装置采用外部供 电。 根据本专利技术实施例的风力发电系统还包括：至少一套电子设备，用于将该风力发 电系统输出的电能控制在其它设备需要的电能要求范围内。 根据本专利技术实施例的风力发电系统通过卧式放置阻力型风机，实现了低高度、低 风速条件下的风力发电，大大拓展了风力发电的选址范围，可以最大限度地拉近发电与用 电环节，并可与其他新能源发电方案有机结合，提高单位面积上的新能源发电总量。【附图说明】 从下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】的描述中可以更好地理解本专利技术，其 中： 图1是现有的风光互补的太阳能发电系统的结构示意图； 图2是现有的框架式水平风力发电机的结构示意图； 图3是现有的全向旋转双风轮风力发电机的结构示意图； 图4是现有的风光互补的发电装置的结构示意图； 图5是塞内加尔型叶片结构的风机的结构示意图； 图6是根据本专利技术实施例的风力发电系统的示例结构示意图； 图7是根据本专利技术实施例的风力发电系统中的风机与发电机的双向对转实现方 案的不意图； 图8是根据本专利技术实施例的风力发电系统采用框架构成主体结构时的构造示意 图。【具体实施方式】 下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述 中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电系统，包括：发电机；至少两套阻力型风机；以及转动式承载设备，其中，所述至少两套阻力型风机前后相邻地卧式放置于所述转动式承载设备上，并且带动所述发电机切割磁力线从而产生电能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：南寅，王立昌，耿存杰，朱超，
申请(专利权)人：首瑞北京投资管理集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11