[发明专利]垂直轴风电机组发电场的组成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直轴风电机组发电场的组成方法，它属于风力发电领域。

背景技术

近些年水平轴风力发电和太阳能发电高速发展，促进了风力发电和太阳能技术的不断进步，为风力发电和太阳能发电的更大规模发展提供了可能，但是水平轴风力发电和太阳能发电的第一个严重的缺点就是谐波污染，通常认为风电或太阳能电或两者之和在局部电网容量中超过10％时将无法保证电网的稳定运行，当然这也取决于局部电网的特性和控制能力，然而现有的风电和太阳能电的发电量还很低，在局部电网容量中的占比也是微乎其微；水平轴风力发电和太阳能发电的第二个缺点是无法消除风灾的危害，当风级达到一定程度(V＝25m/s)时，水平轴风电机组順桨后便不再发电，光伏发电当风级达到一定程度时将可能被破坏，因此光伏发电场一般都选在阳光充足且风级不高的地区；水平轴风力发电的第三个缺点是风能利用率很低，以20m/s风速为例，其最大风能利用率不大于8％。

发明内容

本发明在于克服了已有技术的缺点，提供一种垂直轴风电机组发电场的组成方法，由拦风初级发电、电能转换与汇总、二次发电与并网三个环节组成；彻底消除了电能的谐波污染，适用风速6.0m/s-47.2m/s(风级5级-14级)，拦风增速、逐级取能使风能利用率大幅度提高，并可按设计要求控制取能级数达到控制拦风坝出口风速不大于6.0m/s以消除风灾的目的。

本发明是采取一下技术方案来实现其发明目的的。

一种垂直轴风电机组发电场的组成方法，它是在垂直于地面的矩阵框架结构的拦风坝中的每个单元格内安置一个垂直轴风电机组的基本组成单元，所述的矩阵框架结构的拦风坝是具有上下依次的层结构，每层结构是由单元格呈现行和列组合排列而成，这个垂直轴风电机组的基本组成单元是由安装在拦风坝中的由万向联轴器自上而下串联连接的垂直轴叶齿机在拦风坝底部经双万向联轴器、电磁离合器、双端输出等速锥齿联轴器与定速比增速器、变速器、制动器和初级交流发电机在水平方向串联连接而构成。

基本组成单元还可以由串联连接的垂直轴叶齿机在拦风坝的底部经双万向联轴器、电磁离合器、四端输出锥齿联轴器、双万向联轴器、三端输出锥齿联轴器、定速比增速器、变速器、自动换位机构、制动器、初级交流发电机相连接而构成。

由串联连接的垂直轴叶齿机在拦风坝的底部经三端输出锥齿联轴器、双万向联轴器实施行上并联连接，由四端输出锥齿联轴器总输出，同一发电单元的同一行上并联连接的垂直轴叶齿机根据其风能转换功率配备初级交流发电机；在拦风坝的通风通道上实施垂直轴叶齿机的按列串联排列而实现多行逐级取能；其自动换位机构在风向反向变化时自动交换初级交流发电机与叶齿机行的连接位次而初级交流发电机的位置不变。

自动换位机构由等速普通齿轮联轴器、三端输出锥齿联轴器、电磁离合器、垂直输出组合齿轮等速联轴器、传动轴相互连接而构成；自动换位连接的实施在拦风坝水平中心线两侧对称的全部叶齿机行同时进行。

在由叶齿轴总成、风道框架、下盖框架、推力轴承及轴承座、上盖框架、球轴承及轴承座相连接构成的装置中，叶齿轴总成是由叶齿与复合中心轴焊接而成；叶齿的背风面(凸起面)由立筋支撑，立筋在叶齿轴轴向分布间距400-600mm，叶齿在复合中心轴的圆周上均匀分布，数量18-36个，叶齿与复合中心轴的夹角0-6°；复合中心轴由内轴管、双端法兰框架和外轴管焊接而成，内轴管由中间的中等厚壁钢管与两端的厚壁钢管焊接而成，内轴管双端的厚壁钢管的厚度不低于30mm，用以加工连接键槽并与双端法兰框架中心的轴承座盖焊接，外轴管由冷弯成型钢板拼接焊接而成，冷弯成型钢板数量18-36块；风道框架边长尺寸在3500-4500之间，高度尺寸2700-3000之间；靠近其出、入风口的左、右直立面采用槽型钢板密封，远离出、入风口处的拐角采用槽型圆弧钢板密封，槽型圆弧钢板之间由一定间距的立柱方管固定；上盖框架和下盖框架的边框与轴承座之间焊接方管及槽型钢板，下盖框架在其中心焊接球轴承的轴承座之外，还在其内平面上焊接直径尺寸较大的推力轴承的轴承座；上盖框架、风道框架、下盖框架、叶齿轴总成及轴承座和轴承组装后，对风道框架、上盖框架和下盖框架焊接形成叶齿机整机。