[实用新型]风力发电提水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术和提水技术领域，尤其涉及一种应用风力发电提水的系统。

背景技术

风力提水是风能利用的重要方式之一。传统的风力提水装置采用低速风轮将风能转换为机械能，再通过机械传动方式驱动水泵提水。这类风力提水装置传动机构复杂，故障率高，并且受到提水地点的风力条件、灌溉时间及水位等限制，提水效率较低，性能和指标很难满足多样化生产的需求。

风力发电提水系统采用升力型高速风轮驱动永磁发电机，通过电气传动，将风力发电机所发的变频变压交流电能直接供给或通过变频器供给异步电动机驱动水泵提水。风力发电提水系统变电能储存为水位能储存，无需蓄电池组，效率高于传统机械式风力提水装置的效率，适用范围广，系统维护量少，风机与电泵之间的安装位置自由度大，在利用风能提水方面有着十分广阔的前景，可广泛应用于农田灌溉、盐碱地排水、居民生活用水、牲畜饮水等场合。

风力发电提水系统的基本原理是定扬程条件下电泵变速运行。电泵变速运行时，异步电动机的效率变化不大，但是水泵的效率变化较大，为使水泵工作在高效率区域并保证水泵的零部件强度条件, 须将水泵的工作转速控制在一定的范围内。根据离心泵理论，对于一定的提水扬程，如果要求水泵在工作转速范围内正常变流量提水，水泵在低转速时的扬程就必须高于提水扬程，因此风力发电提水系统中电泵的额定扬程一般大大高于实际提水扬程。

风力发电提水系统中电泵的额定功率与风力发电机组的额定功率相同，但问题在于，当风速较低时，风力发电机组的输出功率相对较小，直接驱动按此标准选择的电泵比较困难，因此，使用单台电泵时风力发电提水系统低风速时提水效率较差。

中国实用新型200820152811.3公开了一种5KW风力发电与提水两用系统装置，风力发电机与电泵通过直接电磁耦合驱动电泵提水，系统结构简单，效率高，可靠性强。但该技术方案中的风力发电机需要经过一定的特殊设计，为满足与风力发电机的直接匹配，在电泵的选型上也要受到一定限制。同时，因为风力发电机与电泵直接耦合，无法主动控制风力发电机组的运行状态，难以实现风力发电机组的最大功率跟踪。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种应用广、效率高的风力发电提水系统。

发明内容

本有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用广、效率高的风力发电提水系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种风力发电提水系统，至少包括风力发电机组、控制器、变频器、水位开关组合；所述风力发电机组的三相输出端分别接所述控制器、所述变频器的三相输入端；所述变频器的三相输出端接所述控制器的电泵供电输入端，所述变频器的直流端接所述控制器的直流输入端，所述变频器的控制端接所述控制器的控制输出端；所述水位开关组合接所述控制器的水位开关输入端；还包括电泵组合，所述电泵组合包括一个以上的电泵，所述电泵组合的输入端接所述控制器的电泵供电输出端。

在具体实施中，所述控制器包括：整流桥、功率电阻、功率管、测控电路和接触器组合；其中：所述风力发电机组的三相输出端接所述整流桥的三相输入端，所述整流桥的正极输出端接所述功率电阻的第一端，所述功率电阻的第二端接所述功率管的集电极，所述功率管的射电极接所述整流桥的负极输出端，所述接触器组合的三相输入端接所述变频器的三相输出端，所述接触器组合的三相输出端接所述电泵组合的输入端，所述测控电路的驱动信号输出端接所述接触器组合的供电线圈，所述测控电路的功率控制输出端接所述功率管的控制极，所述测控电路的水位开关输入端接所述水位开关组合，所述测控电路的控制信号端接所述变频器的控制端，所述测控电路的直流输入端接所述变频器的直流端，所述接触器组合包括两个接触器。

在具体实施中，所述控制器还包括远程监控模块，所述远程监控模块接所述测控电路的通讯端。所述远程监控模块为GPRS无线通讯模块。

在具体实施中，所述整流桥为三相二极管整流桥。所述测控电路的控制信号包括变频器正/反转控制信号、变频器频率设定信号0～10V模拟量。

在具体实施中，所述水位开关组合包括水源水位开关和蓄水水位开关。

在具体实施中，所述电泵组合为两台额定功率不同的异步电动机驱动离心式水泵。

在具体实施中，所述电泵组合的出水口设置有止回阀。

在具体实施中，所述风力发电机组为永磁直驱三相交流发电机组。