[发明专利]中小型并网变桨风力发电机系统

说明书

技术领域

本发明涉及中小型风力发电机系统，特别是中小型并网风力发电系统。

背景技术

现在市面上的中小型风力发电机系统由于蓄电池价格高寿命短，其发展一直面临困境。为解决风能利用降低成本，世界各国都支持风力发电并网运行，形成分布式风力发电，即所谓的云发电。目前我国也许可个人风力发电机并网，但是，现在的中小风力发电机并网，必须通过并网逆变控制器才能做到，而且，并网逆变控制器价格高，电路复杂，波形误差大，容易损坏，同样造成发电成本偏高（高于市电价格），使得并网风力发电步履艰难，推广难度很大。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的中小型并网变桨风力发电机系统，该系统能突破了当前中小型并网风力发电机所面临的困境，达到设备造价低、效率高、运行可靠、并网简单、机械寿命长，在2级到16级飓风中可正常发电，能长期运行而不需维护。

本发明解决技术问题的方案是，系统由以下部件组成:具有在4米/秒以上风速下保持比较稳定转速的离心变桨稳速装置，包括本人的2项实用新型专利：小型风力发电机离心调桨稳速装置（产品名称：变桨轮毂）ZL201120350092.8 和小型风力发电机自动调桨距角稳速装置ZL200920151005.9，安装在交流异步发电机（也可由异步电动机改装）主轴上，通过专用自动并网开关与电网相连。

其特征在于，风叶在风力作用下带动离心变桨稳速装置以稳定的转速驱动交流异步电机进行并网发电，由自动并网开关控制发电时并网，没发电时离网。

本发明的优点是，系统简单可靠，借助离心力自动调整风叶迎角保持电机转速的稳定，可在4米/秒至50米/秒飓风风速的范围内，正常并网发电，异步电机发电频率自动与电网保持一致,而且附加设备极少, 不会因短路而烧坏电机，不需任何短路保护装置。 

附图说明：

图1为本发明的并网变桨风力发电机的结构图

图2为本发明与三相电网的电气联接系统图

图3为本发明与单相电网的电气联接系统图

具体实施方式：

下面结合附图1、图2、图3对本发明作进一步说明

（图1） 中1是风叶，2是风帽，3是离心变桨稳速装置， 4是交流异步电机的转子，5是交流异步电机，6是转速传感器，7是集电器，8是尾舵，其作用功能是，自然风对安装在离心变桨稳速装置3上的风叶1产生推力，在风叶1迎角的作用下垂直于风向的分力转变为旋转力矩，带动离心变桨稳速装置3和与其同轴连接的交流异步电机5的转子4旋转，当风速增强使得转子4的转速超过交流异步电机5的额定值时，离心变桨稳速装置3在离心力的作用下自动调整风叶1的迎角，使得转速在略高于交流异步电机5的额定转速并保持在许可偏差内，交流异步电机5尾部安装有转速传感器6，因为并网前电机可能没有电压输出，所以转速传感器6采用有源传感器，交流异步电机5产生的电能和转速传感器6的高频转速信号由集电器7导出。

（图2）、（图3） 中5是交流异步电机，9是励磁电容，10是电网的智能电量表，11是自动并网开关，12代表用户电器，交流异步电机5输出的电线上可并有励磁电容9，以减少对电网的无功功率消耗，并通过自动并网开关11与电网的智能电量表10的用户端联接，同时向电网和用户电器12供电。

自动并网开关11监测转速传感器6的转速信号，在系统交流异步发电机5的转速达到额定值时并网，低于额定转速时离网，保证系统在发电时能可靠的并网运行。

事实上，本发明的中小型并网变桨风力发电机系统也能作为离网型风力发电机，稳定可靠的发电运行。