[发明专利]一种双叶轮、双发电机系统的风力发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机组技术领域，特别是涉及一种双叶轮、双发电机系统的风力发电机组。

背景技术

由于风力发电技术的飞速发展，风电市场已经趋于饱和，提高单位土地面积上的风能利用率愈加重要。

目前主流风机分为两种，一种是双馈风力发电机组，另一种是直驱风力发电机组，这两种风电机组采用的都是一个塔筒配套一个叶轮，以及一套发电机系统，由于塔筒造价昂贵，这种方式不仅浪费了器材，而且单位土地面积上的风能利用率较低，发电效率亟待提高。

风机叶片的重量比较大，所以机舱的重心位于机舱的前端，并不是位于塔筒的轴线上，导致产生了不平衡，在静态动态过程中风力发电机组的稳定性均较差。

传统风机的叶轮都处于上风向，偏航动作时需要偏航驱动电机驱动对风，在对风动作时对于偏航系统的稳定性要求也很高。

鉴于此类情况，加大风电机组的单机发电量已经是现在各大风机厂商的工作重点，单纯的增加塔筒高度、增大叶轮直径会对风机的稳定性造成一定的影响，并且也会增加成本。

因此，如何创设一种风能利用率较高、发电效率较高且稳定性较高的风力发电机组，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种风能利用率较高、发电效率较高且稳定性较高的双叶轮、双发电机系统的风力发电机组，以克服现有的风力发电机组，风能利用率较低，发电效率较低，并且稳定性较差的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双叶轮、双发电机系统的风力发电机组，包括塔架、机舱、上风向发电单元和下风向发电单元，所述机舱设置在所述塔架的顶部，所述上风向发电单元和下风向发电单元均设置在所述机舱上；所述上风向发电单元包括上风向叶轮、上风向主轴和上风向发电机，所述上风向叶轮设置在所述机舱的前端，所述上风向叶轮通过所述上风向主轴与所述上风向发电机连接；所述下风向发电单元包括下风向叶轮、下风向主轴和下风向发电机，所述下风向叶轮设置在所述机舱的后端，所述下风向叶轮通过所述下风向主轴与所述下风向发电机连接。

作为本发明的一种改进，所述上风向发电单元还包括传动系统，所述上风向发电机采用双馈异步发电机，所述上风向主轴通过所述传动系统与所述双馈异步发电机连接。

进一步改进，所述下风向发电机采用永磁直驱同步发电机。

进一步改进，所述上风向叶轮与下风向叶轮旋转方向相反。

进一步改进，所述上风向叶轮的直径小于所述下风向叶轮的直径。

进一步改进，所述风力发电机组为下风向偏航风力发电机组。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

1、本发明双叶轮、双发电机系统的风力发电机组，一个塔架上同时设有两组叶轮和两台发电机，两组叶轮同时、分别驱动两台发电机工作，在单位土地面积上能够捕获更多的风能，提高了风能利用率，并且节约了风力发电器材，降低了设备成本，降低了度电成本，并且上风向叶轮和下风向叶轮分置机舱前、后两端的结构，可以通过调节塔筒顶部法兰与机舱连接处的位置来实现平衡，上风向叶轮、下风向叶轮及机舱的重量相对平衡的作用在塔架上，使得该风力发电机组的稳定性相对较高，具有良好的推广价值。

2、上风向叶轮和下风向叶轮在风机运行时旋转方向相反，产生的陀螺力矩是相反的，部分力矩相互抵消，有益于提高偏航时的稳定性。

3、上风向叶轮直径要小于下风向叶轮直径，使得风经过上风向叶轮后仍然能够被下风向叶轮很好的利用，以提高下风向发电单元的发电效率。

4、由于下风向叶轮的直径较大，产生的力矩也较大，所以采用下风向偏航不需要偏航驱动装置就能够实现自动对风，对偏航系统的要求较小。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明双叶轮、双发电机系统的风力发电机组的原理示意图；

图2是本发明双叶轮、双发电机系统的风力发电机组的结构示意图；

其中，1、上风向叶轮，2、上风向主轴，3、传动系统，4、上风向发电机，5、机舱，6、下风向发电机，7、下风向主轴，8、下风向叶轮，9、塔架。

具体实施方式