CN101270723B - 自启动风力发电设备及其自启动发电方法 - Google Patents

自启动风力发电设备及其自启动发电方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101270723B
CN101270723B CN2008100668563A CN200810066856A CN101270723B CN 101270723 B CN101270723 B CN 101270723B CN 2008100668563 A CN2008100668563 A CN 2008100668563A CN 200810066856 A CN200810066856 A CN 200810066856A CN 101270723 B CN101270723 B CN 101270723B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric actuator
generator
comparison value
self
power source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008100668563A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101270723A (zh
Inventor
陈施宇
林其访
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2008100668563A priority Critical patent/CN101270723B/zh
Publication of CN101270723A publication Critical patent/CN101270723A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101270723B publication Critical patent/CN101270723B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

本发明公开一种自启动风力发电设备及自启动风力发电方法，该设备包括：叶轮；发电机；控制系统；第一动力传感装置，用于感应动力源的能量强度；电动装置，与发电机相连，以给发电机施加机械能使其启动；第二动力传感装置，用于感应动力源的速度和方向；控制系统包括：电动装置启动单元，用于将能量传感装置感应到的能量强度与预设的第一比较值比较，若能量强度达到第一比较值，则控制电动装置开始工作；电动装置反转单元，用于当动力源的转速超过预设的第三比较值后，控制电动装置反转制动。本发明在动力源动力能驱动发电机正常发电时即可启动发电设备开始工作，扩大了发电设备的功率设计范围，可有效利用动力源能量并避免设备遭到强风的破坏。

Description

自启动风力发电设备及其自启动发电方法
技术领域
本发明涉及风力发电技术，尤其涉及一种自启动风力发电设备及其自启动发电方法。
背景技术
现有技术中，不论何种动力源的发电设备，都是直接通过动力源的动力启动。对于硬传动的发电环境来说，只要将发电机结构设计成符合动力环境即可，但对于风力动力和水力动力，由于其动力源的能量是不定的、变化的，并且此类动力能量相对有限，特别是对于风力发电设备来说，风能密度很低，现有技术中，要吹动叶轮带动发电机转动，则必须使风轮有足够大的风轮直径，或者将风轮置于足够强的风力环境中。由于使发动机启动时，必须克服发电机的磁阻距，因而启动发电机需要的动力大于发电机正常发电情况下的动力，因此，制约了发电设备的功率设计；另外，在动力源的强度可驱动发电机正常发电，却无法达到启动发电机的强度的情况下，发电设备亦无法工作，造成了对动力源的浪费，尤其是在低功率动力环境中，所述问题尤其明显。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种自启动风力发电设备，该设备在动力源的能量强度达到发电机正常发电需要的动力的情况下，即可以自行启动开始发电，并且可以扩大发电设备的功率设计范围。
本发明进一步所要解决的技术问题是：提供一种自启动风力发电方法，该方法在动力源的能量强度达到发电机正常发电需要的动力的情况下，即可以自行启动开始发电，并且可以扩大发电设备的功率设计范围。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种自启动风力发电设备，包括叶轮、发电机和控制系统，还包括：
第一动力传感装置，用于感应动力源的能量强度；
电动装置，与所述发电机相连，用于给发电机施加机械能，使其启动；
第二动力传感装置，用于感应动力源的速度和方向；
所述控制系统包括：
电动装置启动单元，用于将所述能量传感装置感应到的能量强度与预设的第一比较值相比较，若所述能量强度达到第一比较值，则控制所述电动装置开始工作；
电动装置反转单元，用于当动力源的转速超过预设的第三比较值后，控制所述电动装置反转制动。
相应地，本发明还公开了一种自启动风力发电方法，包括以下步骤：
第一动力感应步骤，感应动力源的能量强度；
电动装置启动步骤，将所述能量强度与预设的第一比较值相比较，若该能量强度大于第一比较值，则控制电动装置开始工作，带动发电机启动；
第二动力感应步骤，感应动力源的速度和方向；
电动装置反转步骤，将所述动力源的速度与预设的第三比较值相比较，若该速度大于第三比较值，则控制电动机反转制动。
本发明的有益效果是：
本发明的实施例通过在发电设备中设置自启动装置，从而使其在动力源的动力达到能驱动发电机正常发电的情况下，即可启动发电设备开始工作，从而扩大了发电设备的功率设计范围，并且使动力源的能量得到了充分有效的利用，还可以避免设备遭到强风的破坏。
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明提供的自启动风力发电设备一个实施例的组成结构图。
图2是本发明提供的自启动风力发电方法一个实施例中启动控制系统的组成结构图。
具体实施方式
参考图1，该图是是本发明提供的自启动风力发电设备一个实施例的组成结构图；如图所示，本实施例包括有叶轮1、发电机2、控制系统3、第一动力传感装置4、第二动力传感装置5、电动装置6，上述各装置的作用及其连接关系如下：
第一动力传感装置4，设置在叶轮1等可以感应风力的地方，用于感应动力源的能量强度；
第二动力传感装置5，设置在叶轮1等可以感应风力的地方，用于感应动力源的速度和方向；
电动装置6，与所述发电机2相连，用于当风力达到预设的第一比较值后，给发电机2施加机械能，使其启动，具体实现时，它可以是电动机，加在发电轴上、也可以是在小发电机的电枢中加入电动绕组、还可以是在发电机中加上的电动电枢；
发电机2，与所述叶轮1和电动装置6相连，当风力达到预设的第一比较值后，它通过电动装置6输入的机械能启动，在其转速和输出电压达到预设的第二比较值后，电动装置6停止向发电机输出机械能，此时通过风力驱动叶轮1带动发动机2继续旋转发电；
控制系统3，本实施例中，其主要作用是实时监测第一动力传感装置4和第二动力传感装置5的信号，并根据所述信号控制电动装置工作；
其中，参考图2，所述控制系统进一步包括有：
电动装置启动单元31，用于将所述第一动力传感装置4感应到的能量强度与预设的第一比较值相比较，若所述能量强度达到第一比较值，则向所述电动装置供电，使其开始工作，从而启动发电机2，具体实现时，所述预设的第一比较值，即是风力刚好可以驱动发电机旋转的临界值；
电动装置停转单元32，用于将发电机2的输出电压和转速与预设的第二比较值相比较，若发电机的输出电压和转速都达到了该第二比较值，则停止向所述电动装置6供电，使其停止工作，具体实现时，所述第二比较值包括有发电机的输出电压的设定值和转速的设定值，该设定值即是发电机启动后在一定的动力驱动下正常发电的输出电压和转速，；
电动装置反转单元33，用于将所述第一动力传感装置5感应到的速度与预设的第一比较值相比较，当动力源的转速超过预设的第三比较值后，控制所述电动装置6反转制动，所述第三比较值是动力源强度的安全临界值，若风力超过该临界值，则有可能毁坏发电设备，此时，它给电动装置6反向供电，使之产生反向旋转的力矩，从而对叶轮1产生制动力，使之免遭风力破坏。
下面详细描述本发明提供的自启动风力发电方法的一个实施例。
一次自启动风力发电的处理过程如下步骤：
第一动力感应步骤，感应动力源的能量强度；
电动装置启动步骤，将所述能量强度与预设的第一比较值相比较，若该能量强度大于第一比较值，则控制电动装置开始工作，电动装置工作后，向发电机输出机械能，使发电机启动；
电动装置停转步骤，将发电机的转速与预设的第二比较值相比较，若该转速大于第二比较值，此时发电机无需电动装置的带动即可正常发电，则控制电动装置停止工作；
第二动力感应步骤，感应动力源的速度和方向；
电动装置反转步骤，将所述动力源的速度与预设的第三比较值相比较，若该速度大于第三比较值，则控制电动机反转制动。
本发明的实施例通过在发电设备中设置自启动装置，从而使其在动力源的动力达到能驱动发电机正常发电的情况下，即可启动发电设备开始工作，从而扩大了发电设备的功率设计范围，并且使动力源的能量得到了充分有效的利用，还可以避免设备遭到强风的破坏。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种自启动风力发电设备，包括叶轮、发电机和控制系统，其特征在于，该设备还包括：
第一动力传感装置，用于感应动力源的能量强度；
电动装置，与所述发电机相连，用于给发电机施加机械能，使其启动；
第二动力传感装置，用于感应动力源的速度和方向；
所述控制系统包括：
电动装置启动单元，用于将所述能量传感装置感应到的能量强度与预设的第一比较值相比较，若所述能量强度达到第一比较值，则控制所述电动装置开始工作；
电动装置反转单元，用于当动力源的转速超过预设的第三比较值后，控制所述电动装置反转制动。
2.如权利要求1所述的自启动风力发电设备，其特征在于，所述控制系统还包括：
电动装置停转单元，用于将发电机的转速与预设的第二比较值相比较，若其转速达到第二比较值，则控制所述电动装置停止工作。
3.如权利要求1或2所述的自启动风力发电设备，其特征在于，所述电动装置为电动绕组、电动电枢或电动机中的至少一种。
4.一种自启动风力发电方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一动力感应步骤，感应动力源的能量强度；
电动装置启动步骤，将所述能量强度与预设的第一比较值相比较，若该能量强度大于第一比较值，则控制电动装置开始工作；
第二动力感应步骤，感应动力源的速度和方向；
电动装置反转步骤，将所述动力源的速度与预设的第三比较值相比较，若该速度大于第三比较值，则控制电动机反转制动。
5.如权利要求4所述的自启动发电方法，其特征在于，所述启动发电机步骤之后还包括：
电动装置停转步骤，将发电机的转速与预设的第二比较值相比较，若该转速大于第二比较值，则控制电动装置停止工作，带动发电机启动。
CN2008100668563A 2008-04-25 2008-04-25 自启动风力发电设备及其自启动发电方法 Expired - Fee Related CN101270723B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100668563A CN101270723B (zh) 2008-04-25 2008-04-25 自启动风力发电设备及其自启动发电方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100668563A CN101270723B (zh) 2008-04-25 2008-04-25 自启动风力发电设备及其自启动发电方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101270723A CN101270723A (zh) 2008-09-24
CN101270723B true CN101270723B (zh) 2011-02-02

Family

ID=40004910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100668563A Expired - Fee Related CN101270723B (zh) 2008-04-25 2008-04-25 自启动风力发电设备及其自启动发电方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101270723B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8248039B2 (en) 2009-06-30 2012-08-21 Vestas Wind Systems A/S Control system for an electrical generator and method for controlling an electrical generator
JP5713788B2 (ja) 2011-04-28 2015-05-07 株式会社東芝 制御装置および可変速発電電動機始動方法
CN103184979A (zh) * 2011-12-29 2013-07-03 王广武 电动机与风力发电机组合发电装置及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101270723A (zh) 2008-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tarnowski et al. Variable speed wind turbines capability for temporary over-production
Sun et al. Voltage recovery of grid-connected wind turbines with DFIG after a short-circuit fault
CN101083403B (zh) 应急倾角驱动器电源
EP2375063A1 (en) Wind-power generation device and control method for wind-power generation device
CN101228351B (zh) 保持风力涡轮机组件运行的方法和具有能够保持运行的组件的风力涡轮机
CN101092941B (zh) 用于供应和/或吸收无功功率的方法和设备
US20120139350A1 (en) System and method of integrating wind power and tidal energy
CN101828032A (zh) 风力发电装置
KR101742750B1 (ko) 소수력발전 층류 레벨 제어시스템 및 이를 이용한 제어방법
Hansen Wind turbine technologies
CN201050444Y (zh) 一种风力发电机变桨距控制系统
CN101270723B (zh) 自启动风力发电设备及其自启动发电方法
Ganthia et al. Wind turbines in energy conversion system: Types & techniques
CN102522774A (zh) 一种风力发电机组的双电机切换控制方法
CN103174587A (zh) 风力发电系统及其控制方法
CN106194583A (zh) 一种变桨供电装置及风力发电机组
Velasco et al. Theory of wind-electric water pumping
CN202203047U (zh) 一种风力发电机电磁刹车装置
JP2008118760A (ja) 発電機
Dahiya Comparative study of doubly fed induction generator and permanent magnet synchronous generator in wind energy conversion system
Aree Starting performance of induction motor under isolated self-excited induction geneator
WO2017108859A1 (en) A hydroelectric turbine control system and method
Visser Real-world development challenges of the Clarkson University 3 meter ducted wind turbine
KR101633189B1 (ko) 회전형 고정자를 포함하는 이중여자 유도형 발전기
CN104716666A (zh) 用于脱离线状电网的双馈感应发电机风力系统的控制策略

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110202

Termination date: 20110425