[发明专利]用于电网电能和盐水淡化的液压风电场

权利要求书

1.一种用于来自风电场的额定电能的持续生成的系统，包括：

一个或多个风驱动的泵(风力泵)单元；每个风驱动的泵单元包括通过轴和固定比率的变速箱机构的转子驱动的泵；泵的各自入口和出口平行地连接到非受压流和受压流的各自主要导管；以及制动机构，用于在大风中停止转子运动以避免损坏；

一个或多个液压马达或涡轮机，由通过阀装置从受压液压流的所述主要导管获取的受压液压流驱动；所述马达或涡轮机的各自入口和出口平行地连接到非受压流和受压流的各自主要导管；每个所述液压马达或涡轮机的轴由可变阀设备使得以恒定速度运动，所述可变阀设备是响应于所述轴的监视速度偏离预定的额定期望速度的偏差而被致动的；以及在所述液压马达或涡轮机的出口处的非受压液压流的导管用于通过非受压流的所述主要导管将液压流回收回到所述风力泵单元的所述泵的入口；

在每个风驱动的泵的入口和出口处的阀装置，用于使得特定风力泵单元能够与风电场的其它风力泵单元暂时隔离用于维护和/或维修；

启动阀装置，使得在将这样的受压流转向所述液压马达或涡轮机的操作之前，能够在受压流的所述主导管中初始建立受压流而具有对于转子运动的最小阻力；

每个所述恒定速度的液压马达或涡轮机的一个或更多个额定发电机，通过固定比率传输的变速箱和离合器机构连接到所述马达或涡轮机，从而，所述发电机能够通过作为风能可用率的函数的预定序列交替地或同步地接合所述恒定速度的液压马达或涡轮机的轴，从而使得在广泛的风况下能够持续地生成额定电能；

监视装置，用于监视风速和方向、液压导管中的液压压力和液压流；液压马达或涡轮机以及其它基本涉及的部件的速度；以及发电机的额定电能输出；以及

计算机控制装置，其确定在整个系统中的操作序列，从而交替地和/或同步地致动所述液压马达或涡轮机以及额定发电机，以使得能够具有高能量转换效率地在广泛的风况下持续生成额定电能，所述高能量转换效率是由于达到了高功率系数的叶尖速比范围中的转子速度。

2.根据权利要求1所述的用于来自风电场的额定电能的持续生成的系统，其中：

所述转子是垂直转子，具有固定节距角度叶片用于最大地捕捉风能，所述转子安装在地平面之上的结构的顶部并且使得通过风跟踪尾部或通过马达驱动的跟踪机构来跟随风方向；

风力泵单元的所述泵是具有每转固定几何置换的正排量类型，用于对水或或水溶液加压；

选定的固定传动比传输的转子泵单元中的所述变速箱机构使得所述转子能够在风况的广泛部分经历高功率系数的叶尖速比，同时转子的速度偶尔由作为风能可用率的函数的所述恒定速度的液压马达或涡轮机的交替和/或同步致动而改变；以及

受压和非受压馈送的所述液压流包括水或水溶液或水与其它溶剂的混合物，所述溶剂包括用在寒冷天气的区域的低凝固点溶剂，例如二元醇。

3.一种使用由一个或更多个风力泵单元产生的受压液压流的用于来自风电场的额定电能的持续生成的方法；每个风力泵单元包括固定节距叶片的转子，具有每转固定几何排量以及固定传动比的转子至泵传输的正排量泵；所述产生的液压受压流交替地和/或同步地致动一个或更多个恒定速度的液压马达或涡轮机，每个恒定速度的液压马达或涡轮机能够交替地和/或同步地致动一个或更多个额定发电机；所述液压马达或涡轮机以及它们附接的额定发电机的整个致动序列由风能可用率在任何给定情况确定，并且所述风力泵单元的转子速度通过作为增加的风速的函数的、由多个液压马达或涡轮机的同步接合产生的增加的液压流保持在高功率系数的叶尖速比；从而，使得转子的增加的速度伴随增加的风速，从而转子的叶尖速比保持在高功率系数的期望范围，并且因而，使得风能到额定电能的高能量转换效率在风况的基本范围内有效。