[发明专利]多模块风力发电机变量控制方法

说明书

本发明涉及多模块风力发电机变量控制方法，所述多模块风力发电机包括主动力轴、依次串接在主动力轴上的多个发电模块，还包括控制器、信号采集传输模块、风向探测器、角度传感器；本发明的控制方法包括三个方面的自动控制即：控制发电模块的自动叠加或卸载以使发电机根据风力大小适时调节其自身功率；控制发电机正对来风以增加叶片的受风面积，提高风能利用率；控制发电机的偏转角度以防止发电机过度偏转损伤设备。采用本发明运行控制方法可有效调控发电机的功率变量，使发电机在任何风况下均可正常运行发电，且能确保发电机始终捕获最大的风能，提高了发电量，还能极大提高发电设备的安全性、可靠性。

技术领域

本发明涉及利用风能进行发电的风力发电机，具体涉及多模块风力发电机变量控制方法，所谓的变量是指风力发电机功率数值的改变、调整。

背景技术

随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，风力发电的占比越来越高，因风力输入都是不稳定的，现有风力发电机所利用的风能通常是局限在某一个应用段的范围，对应用段外的动力输入无法进行有效利用，导致对可再生能源利用率低下。例如现有的大型风力发电机，其通常由一个额定功率在1000KW左右的大功率的发电模块构成，通常只有在风力达到五级、六级及以上的较大风力时才可以正常发电并输出符合标准的电流，而在二级至四级低风、微风段，外部动力输入和功率输入通常不足以带动发电机正常发电，即便发电，输出的也是不符合一定频率、电压标准的废电，从而使发电机在较低风速的情况下长期处于停摆、闲置状态，因而该类大型风力发电机对风力的利用仅仅是局限于一个应用范围较小的大风力段，对长时间存在的低风力段的风能无法利用，因而整个电机对能量的转化率低，产出投入比较低，浪费大。

由此可见，现有发电机因额定功率单一、恒定，其并不能根据外部输入动力的实时变化而调整其内部参与发电的结构和额定功率，因而要么外部动力不足以带动发电机正常发电，要么发电机过速运转烧毁。现有技术公开了一种具有多个发电单元的风力发电机，其可以根据外部风力大小调节发电机的整体功率，其解决了电机功率随外部动力大小变化而变化的技术问题。但自然界的风力大小和风向始终是随时变化的，该多个发电单元的风力发电机并不能解决叶片随风向随时变化的问题，因而风力发电机不能始终使叶片的迎风面最大，不能最大限度的获得风能，因而其对风能的利用效率并不能达到最佳的状态。如何对多模块风力发电机进行有效的控制以提高发电机对风能的利用效率成为亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术问题，本发明提供了一种多模块风力发电机的变量控制方法，该控制方法可实现风力发电机根据输入的外部风力大小变化控制不同数量的发电模块参与发电，从而适时调整发电机的功率以适配外部风力条件，同时，还可确保发电机始终可以获得最大的受风面积、捕获更多的风能，极大提高发电量。本发明具体技术方案如下。

多模块风力发电机变量控制方法，所述风力发电机包括主动力轴，依次串接在主动力轴上的多个发电模块，偏航电动机，控制器及与控制器信号连接的测速编码器、风向探测器、角度传感器；每个发电模块均包括一个单元磁体部和一个单元线圈部，其特征在于，包括如下步骤：

A、在控制器内预先设置一个转速上限值、一个转速下限值、正向最大偏转角度值、负向最大偏转角度值；

B.、风力驱动发电机主动力轴转动并带动发电模块的单元磁体部转动，测速编码器检测采集主动力轴的转速信息并将信号传输给控制器；

C、当主动力轴的转速达到转速上限值时，控制器控制导通一个单元线圈部的输出电路，一个单元线圈部与外界负载导通构成一个回路，该单元线圈部产生的电势在回路内形成电流，从而加载一个发电模块参与发电；当主动力轴的转速达到转速下限值时，控制器控制断开一个单元线圈部的输出电路，该单元线圈部与外界负载构成的回路断开，该单元线圈部仅产生电势而不能形成电流，从而卸载一个已参与发电的发电模块；