[发明专利]一种新型全液压式风力发电系统

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种新型全液压式风力发电系统。

背景技术

目前主流的大型风力发电机有两种，分别是：带齿轮箱的异步变速恒频风力发电机组、直驱式永磁同步风力发电机组。第一种齿轮箱式风力发电机是目前最流行也是技术最成熟的风力发电机组，但存在很多缺点：核心设备齿轮箱的故障率比较高，而且制造、安装困难，成本较高，另外它作为风轮与发电机的连接设备属于刚性连接，风轮产生的冲击都会传递到发电机，造成机组可靠性偏低，也造成系统频率不稳定，不能保证发电的品质。而第二种直驱式风力机省去了齿轮箱，将风轮与发电机直接连接，发电机变速运行，由于省去了齿轮箱，该机组的可靠性得到大幅提升，但相应的该机组要配备全容量的变流器，不但成本非常昂贵，重量也特别重，另外直驱发电机价格也比较高。为了更好的利用风能，将风能尽可能的直接转化为可利用、可并网的电能，一种全新的全液压式风力机进入了人们的视线，并在最近几年得到了快速的发展，全液压式风力机是将风轮与发电机之间的刚性连接替换为液压柔性传动系统，其可控性要比齿轮箱好，可以方便实现无级变速，保证发电机维持在同步转速附近，这样就省去了变流器，既降低成本，又提高可靠性；此外，全液压式风力机在机组重量方面相比普通机型具有较大的优势，在齿轮箱式风力机中，齿轮箱占了很大的一部分重量；而直驱式风力机由于永磁电机重量较重，再加上变流器重量也较重，它的重量比同等容量的齿轮箱式风力机还重，根据已有资料显示1.6MW齿轮箱式风力发电机组齿轮箱重达15吨，而2MW直驱式风力发电机组的发电机重达150吨，而1.6MW液压型风力发电机组的液压泵只重5吨，优势比较明显。机舱重量的减轻，相应的可以减小塔筒的质量，一般塔顶减轻1吨，则塔筒及基础重量可减轻2吨，这样不但可以降低整机的制造成本，还能降低设备的安装成本。

但是，现在国内外已研究或设计的全液压式风力发电机有一个很大的缺陷就是工作效率不高，除了机械损失外还有容积损失及泄露损失，而且当风速变化，液压系统元件如：泵、马达偏离其额定工况运行时，这种损失就更加明显，能源利用率偏低。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述提到的现有风力发电技术不足之处，提供一种新型全液压式风力发电系统，在实现风力发电恒频、稳定的基础上，还能实现在不同风速下，风力发电系统都有很高的工作效率，提高能源的利用率。

一种新型全液压式风力发电系统，该系统由油箱1、风轮2、风轮转轴3、转速转矩传感器4、单输入双输出齿轮箱5、第一离合器6-1、第二离合器6-2、大排量定量液压泵7、小排量定量液压泵8、第一变量马达9-1、第二变量马达9-2、第三变量马达9-3、第四变量马达9-4、第一换向阀10-1、第二换向阀10-2、第三换向阀10-3、第四换向阀10-4、第五换向阀10-5、第一溢流阀11-1、第二溢流阀11-2、第三溢流阀11-3、第一蓄能器12-1、第二蓄能器12-2、第一压力表及压力表开关13-1、第二压力表及压力表开关13-2、第一单向阀14-1、第二单向阀14-2、第三单向阀14-3、第四单向阀14-4、第五单向阀14-5、补油泵15、电动机16、吸油滤油器17、精滤油器18、第一滤油器19-1、第二滤油器19-2、第一发电机20-1和第二发电机20-2组成；其中，

所述风轮2通过风轮转轴3与单输入双输出齿轮箱5的单端输入端相连，在风轮转轴3上，设有转速转矩传感器4；

所述大排量定量液压泵7的输入端经第一离合器6-1与单输入双输出齿轮箱5的上侧输出端相连；所述大排量定量液压泵7的出油口经第一换向阀10-1分别与第二滤油器19-2、第二变量马达9-2、第三变量马达9-3和第四变量马达9-4的进油口相连；所述第一换向阀10-1的出油口与第二滤油器19-2的进油口之间，设有第一溢流阀11-1；所述第一换向阀10-1的出油口与第二变量马达9-2的进油口之间，设有第三换向阀10-3；所述第一换向阀10-1的出油口与第三变量马达9-3的进油口之间，设有第四换向阀10-4；所述第一换向阀10-1的出油口与第四变量马达9-4的进油口之间，设有第五换向阀10-5；

所述小排量定量液压泵8的输入端经第二离合器6-2与单输入双输出齿轮箱5的下侧输出端相连；所述小排量定量液压泵8的出油口经第二换向阀10-2分别与第一滤油器19-1和第一变量马达9-1的进油口相连；所述第二换向阀10-2的出油口与第一滤油器19-1的进油口之间，设有第二溢流阀11-2；