[发明专利]集储能装置为一体的变速恒频风力发电系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种风力发电系统，具体是集储能装置为一体的变速恒频风力发电系统，属可再生能源发电和能量储存技术领域。

背景技术

现有的变速恒频风力发电系统一般采用齿轮箱增速异步发电机组或直驱永磁同步发电机电，两种发电机组都是通过电力电子变流设备实现变速恒频风力发电。随着单机风力发电机组功率的不断增大，这两种变速恒频风力发电模式极大地增加了机舱重量、发电成本，严重制约着机组的可靠性，加之风能所具有随机性、间歇性，使风力发电机组难以保证持续、稳定、可靠的发电。

  中国专利公开号为201110323608、名称为“大功率液压风力发电装置”公开的风力发电装置由螺旋桨、联轴器、液压泵、液压管路、旁路、溢流阀、外行星齿轮摆线液压马达和发电机组等组成，该发电装置利用液压技术实现了变速恒频发电，但没有考虑风力最大功率、储能技术以及具体的变速恒频控制方法。

发明内容

针对现有技术中存在的不足和风力发电特点，本发明提出一种结构简单，可靠性高、成本低的集储能装置为一体的新型变速恒频风力发电系统，本系统能实现变速恒频风力发电、风能最大功率跟踪，使地面风力发电成为可能。通过简单的结构实现了单机组储能功能，从而达到稳定、持续风力发电和充分利用风能目的，本发明同时也提供该系统的控制方法。

为实现上述目的，本发明集储能装置为一体的变速恒频风力发电系统采用的技术方案是：包括变桨距风力机，变桨距风机上设有风速风向传感器和变桨距机构，风速风向传感器通过信号线连接控制器，变桨距风机通过联轴器连接变量泵，由变量泵、单向阀A、两位两通电磁换向阀B、变量马达、滤油器通过液压管路依次连接形成闭环的液压调速主回路，变量马达通过离合器A连接发电机/电动机，变量泵上设有变量泵变量机构，变量马达上设有变量马达变量机构；储能装置包括泵/马达和高压储气罐，高压储气罐上端设压力表B，发电机/电动机通过离合器B连接泵/马达；液压调速主回路连接由补油泵、溢流阀、两位两通电磁换向阀D、减压阀B和单向阀F组成的储能装置补油支路，补油泵与溢流阀并联，并联出口有三个输出支路，第一个输出支路依次经两位两通电磁换向阀D、减压阀B和单向阀F串联后连接至储能装置，第二个输出支路连接液压调速主回路的高压管路，第三个输出支路连接液压调速主回路的低压管路；所述两位两通换向阀B和两位两通换向阀D、压力表B分别通过信号线连接到控制器，变桨距边距机构、变量泵变量机构和变量马达变量机构均通过控制线连接到控制器。