本发明专利技术涉及了一种具有热泵装置的风力发电系统，包括风机塔筒、叶轮、转向机构、传动机构和热泵装置。其中，叶轮与风机塔筒的顶部转动连接。转向机构设置在风机塔筒的顶部，叶轮的输出轴与转向机构的输入端相连。传动机构设置在风机塔筒内，转向机构的输出端与传动机构的输入端相连。热泵装置设置在风机塔筒的底部，传动机构的输出端与热泵装置的输入端相连。本发明专利技术的具有热泵装置的风力发电系统能够克服现有技术中的具有热泵装置的风力发电系统的机械能分配灵活性和稳定性较差，设计难度和施工难度较高，运维和检修难度大的缺陷。其能够灵活稳定地分配机械能的具有热泵装置的风力发电系统，且设计难度低，安全程度高且便于操作者运维和检修。于操作者运维和检修。于操作者运维和检修。
【技术实现步骤摘要】
一种具有热泵装置的风力发电系统
[0001]本专利技术涉及风力发电系统
，具体涉及一种具有热泵装置的风力发电系统。
技术介绍
[0002]作为清洁能源技术，目前风力发电技术的发展迅速，然而，由于风能等可再生能源发电不连续、不稳定，电能的供给端与需求端在时间及空间上的不匹配，使得可再生能源在发电时“弃光”、“弃风”现象严重。现有技术中存在一种包括热泵装置的风力发电系统，当发电机的输出功率被调小时剩余的转动能够被用于热泵装置的发热，由此借助热泵装置为附近的区域进行供热，有效提高了能源的利用效率，减少了风力发电系统在使用过程中的弃光弃风问题。
[0003]然而，这种风力发电系统的对发电机与热泵装置之间的机械能的分配存在不灵活和不稳定的情形，容易导致发电机或热泵装置的转速变化过快，造成缩短发电机和热泵装置的使用寿命，而且发电机和热泵装置均被安装在塔筒的上方，导致了风力发电系统的塔筒上部重量过大，不仅增加了风机塔筒的设计难度，提升了施工难度和施工成本，容易引发事故，还为操作者对风力发电系统的运维和检修造成了障碍。
技术实现思路
[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的具有热泵装置的风力发电系统的机械能分配灵活性和稳定性较差，设计难度和施工难度较高，容易引发事故，运维和检修难度大的缺陷，从而提供一种能够灵活稳定地分配机械能的具有热泵装置的风力发电系统，且设计难度低，便于施工，安全程度高且便于操作者运维和检修。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种具有热泵装置的风力发电系统，包括：风机塔筒；叶轮，其与风机塔筒的顶部转动连接；转向机构，其设置在风机塔筒的顶部，叶轮的输出轴与转向机构的输入端相连；传动机构，其设置在风机塔筒内，转向机构的输出端与传动机构的输入端相连；发电机，其设置在风机塔筒的底部，传动机构的输出端与发电机的输入端相连；热泵装置，其设置在风机塔筒的底部，传动机构的输出端与热泵装置的输入端相连；储能装置，其与设置在风机塔筒的底部，储能装置的输出端与热泵装置和/或发电机的输入端相连。
[0006]进一步地，储能装置为飞轮储能装置，传动机构的输出端与飞轮储能装置的输入端相连，飞轮储能装置的输出端与发电机的输入端和/或热泵装置的输入端相连接。
[0007]进一步地，传动机构为变速齿轮箱，变速齿轮箱的第一输出端与热泵装置的输入端相连；变速齿轮箱的第二输出端与发电机的输入端相连；变速齿轮箱的第三输出端与飞轮储能装置的输入端相连。
[0008]进一步地，储能装置为飞轮储能装置，飞轮储能装置的飞轮与发电机的曲柄同轴连接；或，
[0009]飞轮储能装置的飞轮与热泵装置的曲柄同轴连接。
[0010]进一步地，传动机构为变速齿轮箱，变速齿轮箱的第一输出端与热泵装置的输入端相连；变速齿轮箱的第二输出端与发电机的输入端相连。
[0011]进一步地，叶轮的输出轴水平设置，转向机构包括：
[0012]水平轴，其沿水平方向延伸，并与叶轮的输出轴相连；
[0013]第一伞状齿轮，其固定式套设在水平轴上；
[0014]竖直轴，其沿竖直方向延伸，并适于与传动机构相连；
[0015]第二伞状齿轮，其固定式套设在竖直轴上，第二伞状齿轮与第一伞状齿轮啮合。
[0016]进一步地，风力发电系统还包括：
[0017]第一转速传感器和第二转速传感器，其分别设置在变速齿轮箱的第一输出端和第二输出端上；
[0018]控制装置，其与第一转速传感器、第二转速传感器、变速齿轮箱和飞轮储能装置通信连接。
[0019]进一步地，传动机构为离合器，风力发电系统还包括发电机，发电机的输入端与转向机构的输出端相连，发电机的输出端与离合器的输入端相连。
[0020]进一步地，热泵装置为压缩机。
[0021]本专利技术具有以下优点：
[0022]由上述技术方案可知，本专利技术的具有热泵装置的风力发电系统内设置有转向机构，这使得转向机构能够将风轮的输出轴输出的绕水平轴线的转动转化为绕竖直轴线的转动，热泵装置能够被设置在风机塔筒的底部并将风轮输出的机械能转化为热能。由于风机塔筒的上部空间狭窄，且上部重量过大会增加设计难度，现有技术中的具有热泵装置的风力发电系统内难以增加其他设备来优化对发电机和热泵装置的机械能的调整和分配，本专利技术的风力发电系统的发电机、热泵装置和储能装置均能够被设置在塔筒的底部，打破了塔筒顶部对风力发电系统内的装置的重量和体积的限制，允许了风机塔筒底部的空间被用于安装储能装置以稳定发动机和/或热泵装置的转速，而不会导致增大风力发电系统的塔筒顶部的载荷。
[0023]通过设置储能装置能够对风轮转动产生的机械能进行存储，并在电网或电用户的用电需求较小或冷热负载较小时存储机械能，当风力较小时，储能装置能够带动发电机或热泵装置，从而满足电用户的用电需求或热用户的供热需求，对风力发电系统的机械能的分配更加灵活。同时由于发电机允许带最低负荷有一定限制，在风力发电系统所处的环境内的风力较小时，使用储能装置来带动发电机，能够避免发电机的输出效率太低影响机组效率。因此，本专利技术的具有热泵装置的风力发电系统能够克服现有技术中的具有热泵装置的风力发电系统的机械能分配灵活性和稳定性较差，设计难度和施工难度较高，容易引发事故，运维和检修难度大的缺陷。其能够灵活稳定地分配机械能的具有热泵装置的风力发电系统，且设计难度低，便于施工，安全程度高且便于操作者运维和检修。另外，本专利技术的具有热泵装置的风力发电系统的结构简单，制造容易，使用安全可靠，便于实施推广应用。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1示出了本专利技术实施例1的具有热泵装置的风力发电系统的使用状态下的示意图，此时储能装置与发电机和热泵均相连；
[0026]图2示意性地显示了本专利技术实施例1的风力发电系统，此时储能装置与发电机和热泵装置均相连；
[0027]图3示意性地显示了本专利技术实施例2的风力发电系统，此时储能装置与发电机同轴式连接；
[0028]图4示意性地显示了本专利技术实施例2的风力发电系统，此时储能装置与热泵装置同轴式连接。
[0029]附图标记说明：
[0030]100、具有热泵装置的风力发电系统；1、风机塔筒；2、叶轮；3、转向机构；4、传动机构；5、热泵装置；6、发电机；7、储能装置。
具体实施方式
[0031]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有热泵装置的风力发电系统，其特征在于，包括：风机塔筒(1)；叶轮(2)，其与所述风机塔筒(1)的顶部转动连接；转向机构(3)，其设置在所述风机塔筒(1)的顶部，所述叶轮(2)的输出轴与所述转向机构(3)的输入端相连；传动机构(4)，其设置在所述风机塔筒(1)内，所述转向机构(3)的输出端与所述传动机构(4)的输入端相连；发电机(6)，其设置在所述风机塔筒(1)的底部，所述传动机构(4)的输出端与所述发电机(6)的输入端相连；热泵装置(5)，其设置在所述风机塔筒(1)的底部，所述传动机构(4)的输出端与所述热泵装置(5)的输入端相连；储能装置(7)，其与设置在所述风机塔筒(1)的底部，所述储能装置(7)的输出端与所述热泵装置(5)和/或发电机(6)的输入端相连。2.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于，所述储能装置(7)为飞轮储能装置，所述传动机构(4)的输出端与所述飞轮储能装置的输入端相连，所述飞轮储能装置的输出端与所述发电机(6)的输入端和/或热泵装置(5)的输入端相连接。3.根据权利要求2所述的风力发电系统，其特征在于，所述传动机构(4)为变速齿轮箱，所述变速齿轮箱的第一输出端与所述热泵装置(5)的输入端相连；所述变速齿轮箱的第二输出端与所述发电机(6)的输入端相连；所述变速齿轮箱的第三输出端与所述飞轮储能装置的输入端相连。4.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于，所述储能装置(7)为飞轮储能装置，所述飞轮储能装置的...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡永锋，王佑天，李建标，余莉，王锋，王晓海，刘静，
申请(专利权)人：华电综合智慧能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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