[发明专利]一种风力发电制氢制动装置及方法

说明书

本发明提供的一种风力发电系统的制动装置及方法，所述风力发电系统包括叶片、低速转轴、齿轮箱、高速转轴和发电机，其中，低速转轴的两端分别连接叶片和齿轮箱，齿轮箱通过高速转轴与发电机连接，制动装置包括制氢子系统、气动制动系统和控制系统，气动制动系统分别与控制系统和制氢子系统连接，其中，控制系统用于控制制氧子系统产生氢体，同时，控制制氧子系统向气动制动系统提供气体，使得气动制动系统制动高速转轴旋转，气动制动系统置于高速转轴的旁侧；该结构简单，取代了传统风力发电机组自身液压制动设备，避免了液压系统自身长时间工作漏油现象出现，提高了系统的安全可靠性能。

技术领域

本发明涉及风电机组弃风利用技术领域，特别涉及一种风力发电制氢制动装置及方法。

背景技术

为了实现人类社会未来的可持续发展与解决化石能源带来的环境问题，在减排和电力需求旺盛的推动下，我国从21世纪初期开始重视风电产业发展，引进国外成熟的风电技术。我国从2003年起开始实行风电特许权招标，风电投资热情高涨，随着风电投资热情高涨，风电建设呈井喷式增长。2016年全国风电发电量2,410亿千瓦时，占全部发电量的4.1％，发电量逐年增加，市场份额不断提升，风电已成为继煤电、水电之后我国第三大电源。

不过需要引起注意的是，虽然国家高度重视发展新能源，但以风电为主的新能源存在大量浪费现象也是客观存在的，且愈演愈烈；弃风主要原因有以下几方面：一由于电网规划和建设滞后于风电项目建设，在时间上出现了错配；二由于我国在风电管理上缺乏经验，规模快速增长过程中出现了多起质量和安全事故，给电网安全带来了极大的安全隐患；三是项目审批核准未考虑接入和消纳状况。

现代大型并网风电机组一般会设有机械制动机构。机械制动机构一般安装在高速传动轴上，其目的是当遇到破坏性大风、风电机组运转出现异常或者需要对机组进行保养维修时，需要制动机构使风轮静止下来。而机械制动系统一般采用一套液压系统提供动力，但液压系统长时间运行下漏油问题是一项世界公认技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电系统的制动装置及方法，解决了现有的风力发电系统采用机械制动，而机械制动在长时间运行下存在漏油的问题，导致制动效果不好。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种风力发电系统的制动装置，所述风力发电系统包括叶片、低速转轴、齿轮箱、高速转轴和发电机，其中，低速转轴的两端分别连接叶片和齿轮箱，齿轮箱通过高速转轴与发电机连接，制动装置包括制氢子系统、气动制动系统和控制系统，气动制动系统分别与控制系统和制氢子系统连接，其中，控制系统用于控制制氢子系统产生氢体，同时，控制制氢子系统向气动制动系统提供气体，使得气动制动系统制动高速转轴旋转，气动制动系统置于高速转轴的旁侧。

优选地，气动制动系统包括气动环节和气动制动设备，其中，气动环节上的气体入口与制氢子系统连接，气动制动环节上的气体出口与气动制动设备连接，气动制动设备置于高速转轴的旁侧。

优选地，气动环节包括氢气储气囊、空气储气罐和活塞杆，其中，氢气储气囊的进气口与制氢子系统连接，氢气储气囊的出气口与空气储气罐的进气口连接；空气储气罐的出气口与气动制动设备连接，为气动制动设备提供气体来源。

优选地，空气储气罐内设置有活塞杆。

优选地，活塞杆和空气储气罐靠近气体出口一端之间设置有弹簧。

优选地，氢气储气囊和制氢子系统之间设置有第一控制开关阀；氢气储气囊和空气储气罐之间设置有第二控制开关阀，其中，第一控制开关阀和第二控制开关阀均与控制系统连接。

优选地，所述控制系统包括中央监控系统、以太网交换机、控制器和压力传感器，其中，中央监控系统和控制器之间通过以太网交换机连接，控制器还分别与压力传感器和第一控制开关阀和第二控制开关阀连接，其中，压力传感器用于采集气动制动系统的气体压力。