[发明专利]风力发电机的液压混合动力控制系统和控制方法

说明书

本发明公开了一种风力发电机的液压混合动力控制系统和控制方法。采用液压混合动力控制系统，液压混合动力控制系统包括第一输出轴、输入轴、齿轮组、第二输出轴、液压蓄能器、变量液压泵/马达和油箱；叶片轴输出端和输入轴的一端并联连接，输入轴的另一端经齿轮组和第二输出轴的一端传动连接，第二输出轴的另一端经变量液压泵/马达的轴端同轴连接，变量液压泵/马达的两个液压口分别连通液压蓄能器、油箱；叶片轴上安装有角加速度传感器，用于检测叶片轴旋转的角加速度。本发明的液压混合动力控制方法大大提升了风速变化时叶片的响应速度，提高了叶片轴的风能‑机械能转化效率和风力发电机的输出功率，进而提高了风力发电机的年产电量。

技术领域

本发明涉及了风力发电领域的一种风力发电机控制方法，具体涉及了一种风力发电机的液压混合动力控制系统和控制方法。

背景技术

随着全球能源短缺和环境污染等问题的日益严重，大力发展可再生清洁能源迫在眉睫。风能作为一种重要的可再生能源，具有分布范围广和储量丰富等特点。兆瓦级以上的大型风力发电机是目前主流的机型，大型化也是未来风电的发展方向之一。

大型风力发电机均为变速风力发电机，风速低于额定风速时为了获得最大的叶片风能-机械能转化效率，叶片轴转速需随风速变化而变化。大型风力发电机的叶片半径大，叶片转动惯量很大，风速变化时叶片轴需经过较长时间才能达到期望转速。而风速具有随机性且变化较快，大型风力发电机叶片轴的响应速度远跟不上风速的变化速率，这大大降低了叶片的风能-机械能转化效率，进而降低了风力发电机的输出功率。

一年当中有很长一段时间风速低于风力发电机的额定风速，因此提高叶片轴的响应速度对于提高风力发电机的年产电量有着重要的意义。如何提高大型风力发电机叶片轴的响应速度，成为了风力发电机领域亟待解决的一个难题。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种风力发电机的液压混合动力控制系统和控制方法，解决了风力发电机叶片轴的响应速度不高的技术问题。

本发明采用的技术方案是：

一、一种风力发电机的液压混合动力控制系统：

包括叶片、叶片轴、传动系统和发电机，风力发电机的叶片和叶片轴输入端同轴连接，叶片轴输出端经传动系统和发电机连接；采用液压混合动力控制系统，液压混合动力控制系统包括第一输出轴、输入轴、齿轮组、第二输出轴、液压蓄能器、变量液压泵/马达和油箱；叶片轴输出端和输入轴的一端并联连接，输入轴的另一端经齿轮组和第二输出轴的一端传动连接，第二输出轴的另一端经变量液压泵/马达的轴端同轴连接，变量液压泵/马达的两个液压口分别连通液压蓄能器、油箱；叶片轴上安装有角加速度传感器，用于检测叶片轴旋转的角加速度。

所述的变量液压泵/马达的两个液压口分别经第一液压管道、第二液压管道后连通液压蓄能器、油箱。

所述的齿轮组放大变量液压泵/马达产生传递到叶片轴的制动转矩和驱动转矩。

所述齿轮组的结构形式根据液压混合动力控制系统中的变量液压泵/马达个数决定。

所述液压混合动力控制系统中只有单个变量液压泵/马达时，齿轮组采用轴线齿轮。

所述液压混合动力控制系统中由多个变量液压泵/马达并联，齿轮组采用行星齿轮。