The utility model relates to a control system and method of a concentrated energy horizontal axis wind turbine, which comprises a torque meter, a friction clutch, a generator, a controller and a wind speed sensor. The method is: measuring the ambient wind speed, the ambient wind speed is greater than the minimum starting wind speed of the wind turbine, ensuring the friction engagement of the clutch. If the ambient wind speed is less than the minimum starting wind speed of the wind turbine, the clutch is controlled to separate, so that the impeller is empty In the load state, until the impeller speed meets the requirements of starting the fan, the clutch is controlled to resume engagement; the real-time wind energy utilization coefficient of the wind turbine is calculated automatically through the controller, and the load of the generator is adjusted in real time through the controller until the real-time wind energy utilization coefficient of the wind turbine reaches the set maximum value, so as to ensure that the wind turbine will generate wind energy at any ambient wind speed The utilization rate is kept at the maximum state; when the ambient wind speed is too large, the load of the generator is increased through the controller to adjust the speed and torque of the impeller to a safe range to ensure that the power generation process does not stop.
【技术实现步骤摘要】
一种聚能型水平轴风力机控制系统及方法
本专利技术属于风力发电
,特别是涉及一种聚能型水平轴风力机控制系统及方法。
技术介绍
目前,并网运行的大型风力发电机组多为水平轴风力发电机组,水平轴风力机一般靠叶片的升力在旋转剖面的切向分力做功,俗称升力型风力机。虽然升力型风力机具有高尖速比、高风能利用率的优点,但也具有启动性能较弱的不足,一般的升力型风力机的启动风速都在5m/s以上,个别的升力型风力机的启动风速甚至高达7m/s,如此便导致风力机的发电量和发电范围降低。为此,技术人员为了克服升力型风力机的启动性能较弱的不足,在传统的水平轴风力机外增设了聚能罩,可将风速调高至原来的1.5倍至2倍,进而形成了聚能型水平轴风力机,但是问题也随之而来,由于风速范围变宽,来流风速无法与叶轮转速和扭矩精确匹配,即无法在任意风速下都将风能利用率保持在最大状态;再有,当自然界的风速过大时,聚能罩内的风速很容易超过风力机发电时的最大设计风速,此时为了保证风力机的安全性,只能对风力机进行刹车,而发电也只能被迫停止,从而降低了风力机的发电量。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题,本专利技术提供一种聚能型水平轴风力机控制系统及方法,能够将来流风速与叶轮转速和扭矩进行精确匹配,使风力机可以在任意环境风速下都将风能利用率保持在最大状态;当自然界的环境风速过大时,可自动调整风力机负载,以将叶轮转速和扭矩调整到安全范围内,保证发电过程不停止,提高了风力机的发电量。为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案: ...
【技术保护点】
1.一种聚能型水平轴风力机控制系统,其特征在于:包括扭矩仪、摩擦式离合器、发电机、控制器及风速传感器;所述扭矩仪一端通过第一联轴器与轮毂转轴相固连,扭矩仪另一端通过第二联轴器与摩擦式离合器的主动端转接轴相固连,摩擦式离合器的从动端转接轴通过第三联轴器与发电机的电机轴相固连;所述扭矩仪的信号输出端与控制器相连,所述摩擦式离合器的信号输入端与控制器相连,所述发电机的信号输入端与控制器相连,所述风速传感器的信号输出端与控制器相连。/n
【技术特征摘要】
1.一种聚能型水平轴风力机控制系统,其特征在于:包括扭矩仪、摩擦式离合器、发电机、控制器及风速传感器;所述扭矩仪一端通过第一联轴器与轮毂转轴相固连,扭矩仪另一端通过第二联轴器与摩擦式离合器的主动端转接轴相固连,摩擦式离合器的从动端转接轴通过第三联轴器与发电机的电机轴相固连;所述扭矩仪的信号输出端与控制器相连,所述摩擦式离合器的信号输入端与控制器相连,所述发电机的信号输入端与控制器相连,所述风速传感器的信号输出端与控制器相连。
2.一种聚能型水平轴风力机控制方法,采用了权利要求1所述的聚能型水平轴风力机控制系统,其特征在于包括如下步骤:
步骤一:通过风速传感器测量环境风速,环境风速数据实时传输至控制器;
步骤二:判断环境风速是否大于风力机最小启动风速;若满足条件,则执行步骤三;若不满足条件,则执行步骤四;
步骤三:确保摩擦...
【专利技术属性】
技术研发人员:李国文,朱建勇,王成军,张庆营,齐亚丹,
申请(专利权)人:沈阳航空航天大学,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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