CN106150920A - 一种中高空风能地面发电动力总成及发电机组 - Google Patents

Abstract

本专利涉及伞型风力发电系统，所要解决的技术问题是克服上述背景技术中至少一个缺陷，提供一种中高空风能地面发电动力总成及发电机组。该动力总成通过缆绳与伞型风力装置连接，用于向所述发电机提供产生电能的动力；其改良结构包括：动力卷扬机，用于单层卷绕缆绳，由伞型风力装置直接带动，向发电机提供产生电能的转动动力；容绳卷扬机，缆绳通过动力卷扬机之后卷绕收纳于所述容绳卷扬机上。本专利解决了伞型风力系统中缆绳回收相互挤压摩擦的问题，提高了缆绳的使用寿命。进一步的，本专利采用模块化设计思维，使得发电机组的功率可以灵活调节，大大降低了发电并网的难度，不会造成发电能源地浪费，具有很高的实用性。

Description

一种中高空风能地面发电动力总成及发电机组

技术领域

本专利涉及伞型风力发电系统，更具体的说是一种与中高空伞型风力装置配合的地面发电动力总成及发电机组。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。现有利用高空风能进行发电的方式主要有两种：一种是将发电机悬置于高空中；另一种是将发电机设置在地面。发电机悬置于高空的发电系统，受制于空中系统的重量和体积不能过大等问题，发电机悬置于高空的发电系统的空中部分不能实现很好的控制和实现大的发电量。高空风筝型发电的发电机设置在地面，可风筝型高空风能发电系统的风筝既是平衡体又是做功体，在平衡和做功之间相互影响，不能实现很好的做功效果。

伞型风力系统为一种全新的风能利用的方式，其原理为利用伞型风力装置在中高空风能的带动下，上下浮动的过程中带动地面发电机发电，能够有效克服上述两种发电方式的缺陷。该类型相关技术可以参考本专利申请人及发明人申请的：200910189529.1一种伞型风力系统，200910190150.2一种大功率伞型风力发电系统，201110151527.0伞型风力装置及风能动力系统，201110343261.X轨道式风力动力系统，等公开的技术内容。

在这种发电系统中，缆绳作为连接中高空飞行的伞型风力装置和地面发电机组的连接组件，其所承受的拉力十分巨大，需要采用专用的缆绳，如本专利申请人申请的：201410354093.8一种双层编制缆绳。伞型风力装置在空中会周期性上升或下降，则其到地面的距离会周期性变化，所以缆绳需要在地面进行卷绕收纳。但是由于缆绳本身的拉力很大，采用传统绳索的卷绕收纳结构会使缆绳自身相互挤压和摩擦，这样就导致了缆绳的使用寿命大大缩短。

另外，伞型风力系统作为一种全新的风力发电方式，其地面所采用的发电机组也不同于传统的发电机组。如伞型风力系统并不是持续做功的发电方式，在伞型风力装置上升的过程中做功，在下行回收伞型风力装置的过程中不做功。因此地面的发电机组要全新设计。该类型相关技术可以参考本专利申请人及发明人申请的：201110151521.3串接式双向驱动的风能动力系统，201010119281.4一种多个伞型风力装置驱动的转盘式风力发电系统，201110151529.X旋转式风能动力装置，201110322204.3伞型风能转换装置及系统。

现行电网根据用电的高峰不同，对各个电站发电并网的功率要求也是变化的。现行的风力、太阳能、潮汐能等清洁能源的发电站，由于受到环境因素的影响，如风力大小、日照强度、潮汐时间等等，其发电功率往往与电网无法匹配，这就导致这些清洁能源所发出来的电能无法并网使用，反而导致了很大的浪费。本专利所采用的是中高空稳定的风能作为发电动力，具有稳定性高的特点，上述地面发电机组虽然能够很好地实现发电功能，但是考虑到所发电能需要并入现行电网中使用，而这些单机发电机组的发电功率无法调节，需要对其进行重新设计。

发明内容

本专利所要解决的技术问题是克服上述背景技术中至少一个缺陷，提供一种中高空风能地面发电动力总成及发电机组。

本专利通过以下技术方案用于解决上述技术问题。

本专利首先提供一种中高空风能地面发电动力总成，如背景技术所述，该动力总成通过缆绳与伞型风力装置连接，用于向所述发电机提供产生电能的动力；其改良结构包括：

动力卷扬机，用于单层卷绕缆绳，由伞型风力装置直接带动，向发电机提供产生电能的转动动力；

容绳卷扬机，缆绳通过动力卷扬机之后卷绕收纳于所述容绳卷扬机上。

本专利采用单层卷绕缆绳的动力卷扬机，避免了现有技术中缆绳卷绕在同一卷绕筒上出现的相互挤压和摩擦的可能性，可以承受伞型风力装置的巨大拉力，保证了缆绳的使用寿命。另外相对于多层卷绕的结构，单层卷绕缆绳的卷绕直径不会变化，从另一角度保证了缆绳带动动力卷扬机发电功率的稳定性，控制系统设计的难度也大大降低。缆绳通过动力卷扬机之后卷绕收纳于所述容绳卷扬机上，在容绳卷扬机上的缆绳是多层卷绕的，但是由于动力卷扬机已经承担了伞型风力装置的拉力，即使在容绳卷扬机上进行多层卷绕，缆绳之间的相互挤压和摩擦也大大减小，不会给缆绳造成损害。

由于缆绳的拉力几乎都由动力卷扬机承担，而动力卷扬机是转动驱动发电机的装置，其动力输出轴所承担的剪切力也很大，为了减小其动力输出轴所承担的剪切力，本专利所述动力卷扬机包括两个或两个以上卷绕筒。每个卷绕筒都有一个动力输出轴，然后通过变速器形成一个共同动力输出。这样来自缆绳的巨大拉力就由多根动力输出轴共同承担，另外也增加了缆绳与卷绕筒的接触面积，防止在大拉力作用下缆绳在卷绕筒上打滑，保证了发电的稳定性。

上述优选的方案是，动力卷扬机包括：

并列设置的第一卷绕筒和第二卷绕筒，第一卷绕筒具有第一动力输出轴，第二卷绕筒具有第二动力输出轴；

与所述第一动力输出轴和第二动力输出轴连接的一级变速器，所述一级变速器具有第三动力输出轴；

所述缆绳单层绕制于所述第一卷绕筒和第二卷绕筒后卷绕收纳于所述容绳卷扬机上；

所述第一卷绕筒和第二卷绕筒通过所述缆绳和连接于缆绳上的伞型风力装置带动转动，第一动力输出轴和第二动力输出轴的转动动力输出通过一级变速器共同驱动第三动力输出轴。

如上所述，卷绕筒的数量是越多越好，但是考虑到卷绕筒越多，缆绳绕制的复杂程度平方级增加，所需的场地也越大，构件之间的连接件尺寸也就越大，反而不利于受力和整体设计。因此，考虑到现有的材料工艺水平和成本以及一般情况下缆绳所承受的拉力，本专利优选采用两个卷绕筒来共同承担缆绳的拉力。所述一级变速器可以采用现有的双轴输入单轴输出的变速器结构，在此不再赘述。

为了防止在大拉力作用下，单层卷绕的缆绳打滑，本专利在第一卷绕筒和第二卷绕筒用于卷绕缆绳的表面设有沿筒表面并列分布、尺寸与缆绳匹配的凹槽。该凹槽可以采用与缆绳截面部分匹配的形状，如缆绳一般为圆形截面，则凹槽可以采用圆弧形凹槽结构，还可以进一步在凹槽内设置摩擦面，以增加与缆绳之间的摩擦力。增加了凹槽的双卷绕筒结构，最大程度避免了缆绳在两个卷绕筒之间打滑，为卷绕的方式提供更大的设计空间，用于避免拉力进一步传递至容绳卷扬机上。

在实际使用的过程中，缆绳周期性的收放，可能在动力卷扬机和容绳卷扬机造成卷绕不同步的可能性，这样就有可能造成缆绳两个卷扬机之间处于松垮或紧绷的状态，这两种状态都是在实际使用中不允许出现的。当然，通过精准的设计和控制，使两个卷扬机之间同步，是可以减少这两种状态的出现，但是这种方法成本太高。为此，本专利在所述动力卷扬机和容绳卷扬机之间还设有缆绳缓冲机构，这是一种节约成本且效果显著的解决方案。通过缆绳缓冲机构，可以收纳多余的缆绳，也可以提供缆绳用于缓解两个卷扬机之间的紧绷状态，使得两部卷扬机的不同步的容忍度更大，大大降低了设计和控制的难度。

缆绳缓冲机构可以采用现有的多种缆绳缓冲机构，本专利特别要介绍的是包括相间分布的定滑轮和动滑轮，所述定滑轮和动滑轮安装于滑轮架上。这种在滑轮架上安装多组相间分布的定滑轮和动滑轮，缆绳逐一绕制在其上，具有较大的容绳能力，不仅能够提供较大的缓冲空间，而且能够适用不同型号和飞行高度的伞型风力装置。因为动力卷扬机和容绳卷扬机在安装完成之后位置是固定的，则两者间的距离是固定的，而飞行在中高空的伞型风力装置的工作飞行高度可能是变化的，这样采用具有较大容绳能力的缆绳缓冲机构，就能够适用这种变化。

本专利还进一步的在缓冲机构设置一用于给缆绳提供张紧力的弹性装置。该弹性装置主要是安装动滑轮上，提供抵消缆绳被拉紧时的力。当缆绳松弛时，动滑轮通过自身重量拉紧缆绳。

在需要动力回收伞型风力装置的方案中，本专利还包括给伞型风力装置提供回收动力的逆行电机，所述逆行电机通过第一离合器连接于动力卷扬机或容绳卷扬机上，向其提供逆向转动动力，所述动力总成与发电机之间通过第二离合器连接。当伞型风力装置上升拉动动力总成驱动发电机的时候，所述第二离合器闭合，第一离合器断开。当伞型风力装置下行的时候，所述第二离合器断开，第一离合器闭合，通过逆行电机拉动伞型风力装置下行，此时伞型风力装置不对动力总成做功。

基于上述中高空风能地面发电动力总成，本专利进一步提供一种中高空风能发电机组，包括：

发电机，用于产生电能；

动力总成，用于向发电机提供产生电能的转动动力；

伞型风力装置，用于利用中高空风能拉动动力总成产生转动动力；

缆绳，用于连接伞型风力装置和动力总成；

动力总成和伞型风力装置一一对应，每个发电机对应多组动力总成和伞型风力装置，多组动力总成和伞型风力装置通过第二离合器和二级变速器与发电机连接；

具体的，每组动力总成包括：

动力卷扬机，用于单层卷绕缆绳，由伞型风力装置直接带动，向发电机提供产生电能的转动动力；

容绳卷扬机，缆绳通过动力卷扬机之后卷绕收纳于所述容绳卷扬机上。

在该系统中，所述发电机对应多组动力总成和伞型风力装置，通过第二离合器的闭合与断开，发电机的发电功率可以以每组动力总成的发电功率为单元进行递增或递减，即发电机的发电功率可以灵活调节。由于中高空风能相对稳定，也就是说所述伞型风力装置是稳定地周期性做功的，只需断开第二离合器，使某几个动力总成不对发电机做功，则可以控制发电机发电的功率。这样，便可以根据电网所需的并网发电功率实时的调整发电机发电功率，灵活简单，随时可控，具有很高的并网可行性，是一种优质的清洁能源。

如上所述，在需要动力回收伞型风力装置的方案中，本专利还包括给伞型风力装置提供回收动力的逆行电机，所述逆行电机通过第一离合器连接于动力卷扬机或容绳卷扬机上，向其提供逆向转动动力。在该具体的方案中，由于伞型风力装置是周期性做功的，即上行的时候对动力总成做功，下行的时候不做功，因此为了保证发电机持续做功，应至少有两组动力总成和伞型风力装置同时连接发电机。当伞型风力装置上升拉动动力总成驱动发电机的时候，所述第二离合器闭合，第一离合器断开。当伞型风力装置下行的时候，所述第二离合器断开，第一离合器闭合，通过逆行电机拉动伞型风力装置下行，此时伞型风力装置不对动力总成做功。

综上所述，本专利解决了伞型风力系统中缆绳回收相互挤压摩擦的问题，提高了缆绳的使用寿命。并且避免了缆绳所产生的巨大拉力对地面机构所造成的损害，保证了整个系统运作的稳定性，降低了维修和维护的频率。进一步的，本专利采用模块化设计思维，使得发电机组的功率可以灵活调节，大大降低了发电并网的难度，不会造成发电能源地浪费，具有很高的实用性。

附图说明

图1为本专利实施例1的结构示意图。

图2为图1中卷绕筒的截面图。

图3为图1中缆绳缓冲机构的示意图。

图4为本专利实施例2的结构示意图。

图5为本专利实施例3的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图举例对本专利的详细结构做进一步的说明。

实施例1

如图1所示的一种中高空风能地面发电动力总成200，通过缆绳400与伞型风力装置300连接，用于向所述发电机100提供产生电能的动力。所述伞型风力装置300采用现有的结构，具体可以参考本专利申请人或发明人在线申请的专利，包括风筝310、第一动力伞320和第二动力伞330。该伞型风力装置300飞行在中高空中，受风力驱动，上升过程中拉动缆绳400，带动地面发电总成200转动，驱动发电机100产生电能。

所述发电动力总成200具体包括：

用于单层卷绕缆绳400的动力卷扬机210，该动力卷扬机210由伞型风力装置300直接带动，向发电机100提供产生电能的转动动力。该动力卷扬机210包括并列设置的第一卷绕筒211和第二卷绕筒212，第一卷绕筒211具有第一动力输出轴213，第二卷绕筒212具有第二动力输出轴214；与所述第一动力输出轴213和第二动力输出轴214连接的一级变速器215，所述一级变速器215具有第三动力输出轴216。结合图2所示，所述第一卷绕筒211和第二卷绕筒212用于卷绕缆绳400的表面设有沿筒表面并列分布、尺寸与缆绳400匹配的凹槽217。所述第一卷绕筒211和第二卷绕筒212通过所述缆绳400和连接于缆绳400上的伞型风力装置300带动转动，第一动力输出轴213和第二动力输出轴214的转动动力输出通过一级变速器215共同驱动第三动力输出轴216。第三动力输出轴216与发电机100之间通过第二离合器520连接，当第二离合器520闭合的时候，第三动力输出轴216的转动能够带动发电机100转动产生电能。

还包括，用于收纳缆绳400的容绳卷扬机220，从图中可以看出，所述缆绳400单层绕制于所述第一卷绕筒211和第二卷绕筒212后卷绕收纳于所述容绳卷扬机200上。在本实施例中，在所述动力卷扬机210和容绳卷扬机220之间还设有缆绳缓冲机构230。缆绳缓冲机构230的详细结构如图3所示，包括相间分布的定滑轮231和动滑轮232，所述定滑轮231和动滑轮232安装于滑轮架233上。在该具体结构中，所述动滑轮232可以沿滑竿235上下滑动，在动滑轮232的上方，还安装有用于给缆绳400提供张紧力的弹性装置234。

在本实施例中，采用的是主动动力回收伞型风力装置300，因此，还包括给伞型风力装置300提供回收动力的逆行电机500，所述逆行电机500通过第一离合器510连接于动力卷扬机210上，向其提供逆向转动动力，所述动力总成200与发电机100之间通过第二离合器520连接。在该具体的方案中，由于伞型风力装置300是周期性做功的，即上行的时候对动力总成200做功，下行的时候不做功。当伞型风力装置300上升拉动动力总成200驱动发电机100的时候，所述第二离合器520闭合，第一离合器510断开。当伞型风力装置300下行的时候，所述第二离合器520断开，第一离合器510闭合，通过逆行电机500拉动伞型风力装置300下行，此时伞型风力装置300不对动力总成100做功。由于伞型风力装置300为周期性做功的装置，为了保证发电机100持续做功，可以有两组动力总成200和伞型风力装置300同时连接发电机100（图中未示出）。

上述实施例1介绍了一种中高空风能地面发电动力总成，该结构为最基本的单元结构，基于该单元结构，理论上是可以无限拓展发电站的功率，下面举例说明如何采用上述单元模块结构组合形成不同发电功率的发电站。

实施例2

本实施例公开了一种中高空风能发电机组，如图4所示，包括：发电机100，用于产生电能；四组动力总成200A/B/C/D，用于向发电机100提供产生电能的转动动力；四组伞型风力装置（图中未示出），用于利用中高空风能拉动动力总成200 A/B/C/D产生转动动力；四组缆绳400 A/B/C/D，用于连接伞型风力装置和动力总成200 A/B/C/D。所述动力总成200 A/B/C/D和伞型风力装置一一对应，其中两组动力总成200 A/B采用同轴串列输出，通过第二离合器520B和二级变速器600B与发电机100连接，另外两组动力总成200 C/D同样采用同轴串列输出，通过第二离合器520D和二级变速器600D与发电机100连接。

与实施例1相同，每组动力总成200 A/B/C/D包括：动力卷扬机210 A/B/C/D，用于单层卷绕缆绳400 A/B/C/D，分别由伞型风力装置直接带动，向发电机100提供产生电能的转动动力；容绳卷扬机220 A/B/C/D，缆绳400 A/B/C/D通过动力卷扬机210 A/B/C/D之后卷绕分别收纳于所述容绳卷扬机220 A/B/C/D上。

四个动力卷扬机210A/B/C/D同样分别包括并列设置的第一卷绕筒和第二卷绕筒，第一卷绕筒具有第一动力输出轴，第二卷绕筒具有第二动力输出轴；与所述第一动力输出轴和第二动力输出轴连接的一级变速器，所述一级变速器具有第三动力输出轴。所述第一卷绕筒和第二卷绕筒用于卷绕缆绳的表面设有沿筒表面并列分布、尺寸与缆绳匹配的凹槽。所述第一卷绕筒和第二卷绕筒通过所述缆绳400A/B/C/D和连接于缆绳400A/B/C/D上的伞型风力装置带动转动，第一动力输出轴和第二动力输出轴的转动动力输出通过一级变速器共同驱动第三动力输出轴。

其中，两组动力总成200 A/B具有共同给伞型风力装置提供回收动力的逆行电机500A，所述逆行电机500A通过第一离合器510A连接于串联的动力卷扬机210A/B上，同时向动力卷扬机210A/B向其提供逆向转动动力。另外两组动力总成200 C/D具有共同给伞型风力装置提供回收动力的逆行电机500C，所述逆行电机500C通过第一离合器510C连接于串联的动力卷扬机210C/D上，同时向动力卷扬机210C/D向其提供逆向转动动力。

该实施例为功率2.5MW的发电站所采用的发电机组，其中动力总成200A/B/C/D以两两为一组，交错驱动发电机100进行发电。即动力总成200A/B的伞型风力装置上行做功的时候，动力总成200C/D的伞型分离装置处于下行回收的状态；动力总成200A/B的伞型风力装置下行回收的时候，动力总成200C/D的伞型分离装置处于上行做功的状态。因此，动力总成200A/B和动力总成200C/D的功率分别为2.5MW。

具体的工作状态为，当动力总成200A/B的伞型风力装置上行做功的时候，所述第二离合器520B接通，第一离合器510A断开，伞型风力装置在风能作用下上升，拉动动力总成200A/B同时对发电机100做功。此时，所述所述第二离合器520D断开，第一离合器510C接通，逆行电机500C带动动力总成200C/D的动力卷扬机210C/D逆转，拉动伞型风力装置沿缆绳400C/D下行。当动力总成200C/D的伞型风力装置下行到设定位置时，动力总成200A/B的伞型风力装置也上行至设定位置。此时，所述第二离合器520D接通，第一离合器510C断开，伞型风力装置在风能作用下上升，拉动动力总成200C/D同时对发电机100做功。另外一方面，所述所述第二离合器520B断开，第一离合器510A接通，逆行电机500A带动动力总成200A/B的动力卷扬机210A/B逆转，拉动伞型风力装置沿缆绳400A/B下行。如此反复的周期运转，则可以恒定的功率持续驱动发电机100发电。

如需拓展该发电站的发电功率，只需连续串接多个动力总成即可实现，因此，只要场地不受限制，理论上是可以无限拓展发电功率的。本专利还可以进一步优化该发电站的方案，使发电站不仅能够具有大功率发电能力，而且能够灵活调整发电站的发电上网功率，突破了现有新能源发电站的局限，使得清洁能源能够真正得以使用。下面举例说明如何采用上述单元模块结构组合形成不同发电功率且具有可控发电功率的发电站。

实施例3

本实施例公开了另一种中高空风能发电机组的优化方案，如图5所示，包括：发电机100，用于产生电能；八组动力总成200E/F/G/H/I/J/K/L，用于向发电机100提供产生电能的转动动力；八组伞型风力装置（图中未示出），用于利用中高空风能拉动动力总成200 E/F/G/H/I/J/K/L产生转动动力；八组缆绳400 E/F/G/H/I/J/K/L，用于连接伞型风力装置和动力总成200 E/F/G/H/I/J/K/L。所述动力总成200 E/F/G/H/I/J/K/L和伞型风力装置一一对应，两两动力总成200E和H，200F和G，200I和L，200J和K为一组相对串列输出，每个动力总成200 E/F/G/H/I/J/K/L各种具有独立的第二离合器520E/F/G/H/I/J/K/L，然后四组动力总成200 E/F/G/H采用共同的二级变速器600A与发电机100连接，另外四组动力总成200 I/J/K/L采用共同的二级变速器600C与发电机100连接。

与实施例1相同，每组动力总成200 E/F/G/H/I/J/K/L包括：动力卷扬机210 E/F/G/H/I/J/K/L，用于单层卷绕缆绳，分别由伞型风力装置直接带动，向发电机100提供产生电能的转动动力；容绳卷扬机220E/F/G/H/I/J/K/L，缆绳通过动力卷扬机210 E/F/G/H/I/J/K/L之后卷绕分别收纳于所述容绳卷扬机220 E/F/G/H/I/J/K/L上。

每个动力卷扬机210E/F/G/H/I/J/K/L同样分别包括并列设置的第一卷绕筒和第二卷绕筒，第一卷绕筒具有第一动力输出轴，第二卷绕筒具有第二动力输出轴；与所述第一动力输出轴和第二动力输出轴连接的一级变速器215E/F/G/H/I/J/K/L，所述一级变速器215E/F/G/H/I/J/K/L具有第三动力输出轴。所述第一卷绕筒和第二卷绕筒用于卷绕缆绳的表面设有沿筒表面并列分布、尺寸与缆绳匹配的凹槽。所述第一卷绕筒和第二卷绕筒通过所述缆绳和连接于缆绳上的伞型风力装置带动转动，第一动力输出轴和第二动力输出轴的转动动力输出通过一级变速器215E/F/G/H/I/J/K/L共同驱动第三动力输出轴。其中一级变速器215E/F/G/H的动力输出轴（第三动力输出轴）通过第二离合器510E/F/G/H连接至二级变速器600A，另外四个一级变速器215I/J/K/L的动力输出轴（第三动力输出轴）通过第二离合器510I/J/K/L连接至二级变速器600C。

不同于实施例2，在本实施例中每组动力总成200 E/F/G/H/I/J/K/L具有独立的给伞型风力装置提供回收动力的逆行电机500 E/F/G/H/I/J/K/L，所述逆行电机500 E/F/G/H/I/J/K/L通过第一离合器510 E/F/G/H/I/J/K/L连接于动力卷扬机210 E/F/G/H/I/J/K/L上，单独分别向动力卷扬机210 E/F/G/H/I/J/K/L向其提供逆向转动动力。

该实施例为功率50MW的发电站所采用的发电机组，其中两两动力总成200E和H，200F和G，200I和L，200J和K为一组，交错驱动发电机100进行发电。实际运行中，当三组动力总成（六个）的伞型风力装置上行做功的时候，余下的一组动力总成（两个）的伞型分离装置处于下行回收的状态，在该系统运行的过程中，持续保持六个动力总成的伞型风力装置处于上行做功的状态，另外两个动力总成的伞型分离装置处于下行回收的状态，八个动力总成两两为一组轮流回收。因此，六个动力总成的功率合计为50MW。

具体的工作状态为，当动力总成的伞型风力装置上行做功的时候，其第二离合器接通，第一离合器断开，伞型风力装置在风能作用下上升，拉动动力总成对发电机做功。当动力总成的伞型风力装置下行回收的时候，其第二离合器断开，第一离合器接通，逆行电机带动动力总成的动力卷扬机逆转，拉动伞型风力装置沿缆绳下行。

在实际的用电过程中，电网接收来自不同发电站的电能，如水能、火能、核能、传统风能、太阳能、潮汐能等，每个发电站的发电功率不同。另外电网在实际使用的过程中，根据地区、时间、用电高低峰的不同，总承担的功率是不断的变化的，因此就需要各个给电网供应电能的发电站的功率不同。如果发电站的发电功率无法调节或很难调节，则有可能对电网带来冲击，损害电网，因此很多电网摈弃了很多无法实现该功能的新能源，如传统风能、太阳能、潮汐能等，因为这些发电站的发电功率受到自然因素，如风力大小、日照光度、潮汐变化的影响很大，无法实现可控的恒定功率供应。

本方案采用的是中高空风能作为发电能源，由于中高空风能是处于相对稳定的状态，因此可以基本认为该发电功率为一个恒定的功率。在上述的方案中，50MW的发电功率是这是整个发电站的最大发电功率。当电网无需接受该最大功率的时候，本实施例可以下调供应功率，只需简单的控制第二离合器520E/F/G/H/I/J/K/L的接通与断开，即可控制相应的动力总成200E/F/G/H/I/J/K/L是否对发电机100进行做功。在该实施例中，50MW的最大发电功率是由六个动力总成共同实现的，因此具有50MW*5/6、4/6、3/6、2/6、1/6和最大功率等六个档位可以调整。在该实施例中，发电站的发电功率不仅恒定且可以灵活多档调节，这种方式十分收到传统电网的欢迎，相对于普通采用自然资源发电的发电站具有更高的电能并网可行性。

上述实施例仅作为举例说明本专利技术方案之用，方便本领域技术人员更进一步的理解权利要求书所要求的保护范围，并不能作为对权利要求书的限制解释。本领域技术人员在基于本专利的启示所作出的一切未超出权利要求书所限定范围的改良，均属于本专利所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种中高空风能地面发电动力总成，该动力总成（200）通过缆绳（400）与伞型风力装置（300）连接，用于向所述发电机（100）提供产生电能的动力；其特征在于，包括：

动力卷扬机（210），用于单层卷绕缆绳（400），由伞型风力装置（300）直接带动，向发电机（100）提供产生电能的转动动力；

容绳卷扬机（220），缆绳（400）通过动力卷扬机（210）之后卷绕收纳于所述容绳卷扬机（220）上。

2.根据权利要求1所述的中高空风能地面发电总成，其特征在于，所述动力卷扬机（210）包括两个或两个以上卷绕筒。

3.根据权利要求2所述的中高空风能地面发电总成，其特征在于，所述动力卷扬机（210）包括：

并列设置的第一卷绕筒（211）和第二卷绕筒（212），第一卷绕筒（211）具有第一动力输出轴（213），第二卷绕筒（212）具有第二动力输出轴（214）；

与所述第一动力输出轴（213）和第二动力输出轴（214）连接的一级变速器（215），所述一级变速器（215）具有第三动力输出轴（216）；

所述缆绳（400）单层绕制于所述第一卷绕筒（211）和第二卷绕筒（212）后卷绕收纳于所述容绳卷扬机（200）上；

所述第一卷绕筒（211）和第二卷绕筒（212）通过所述缆绳（400）和连接于缆绳（400）上的伞型风力装置（300）带动转动，第一动力输出轴（213）和第二动力输出轴（214）的转动动力输出通过一级变速器（215）共同驱动第三动力输出轴（216）。

4.根据权利要求3所述的中高空风能地面发电总成，其特征在于，所述第一卷绕筒（211）和第二卷绕筒（212）用于卷绕缆绳（400）的表面设有沿筒表面并列分布、尺寸与缆绳（400）匹配的凹槽。

5.根据权利要求1~4任一项所述的中高空风能地面发电总成，其特征在于，在所述动力卷扬机（210）和容绳卷扬机（220）之间还设有缆绳缓冲机构（230）。

6.根据权利要求5所述的中高空风能地面发电总成，其特征在于，所述缆绳缓冲机构（230）包括相间分布的定滑轮（231）和动滑轮（232），所述定滑轮（231）和动滑轮（232）安装于滑轮架（233）上。

7.根据权利要求6所述的中高空风能地面发电总成，其特征在于，所述缓冲机构（230）还包括一用于给缆绳（400）提供张紧力的弹性装置（234）。

8.根据权利要求1~4任一项所述的中高空风能地面发电总成，其特征在于，还包括给伞型风力装置（300）提供回收动力的逆行电机（500），所述逆行电机（500）通过第一离合器（510）连接于动力卷扬机（210）或容绳卷扬机（220）上，向其提供逆向转动动力，所述动力总成（200）与发电机（100）之间通过第二离合器（520）连接。

9.一种中高空风能发电机组，包括：

发电机（100），用于产生电能；

动力总成（200），用于向发电机（100）提供产生电能的转动动力；

伞型风力装置（300），用于利用中高空风能拉动动力总成（200）产生转动动力；

缆绳（400），用于连接伞型风力装置（300）和动力总成（200）；

其特征在于，动力总成（200）和伞型风力装置（300）一一对应，每个发电机（100）对应多组动力总成（200）和伞型风力装置（300），多组动力总成（200）和伞型风力装置（300）通过第二离合器（520）和二级变速器（600）与发电机（100）连接；

每组动力总成（200）包括：

动力卷扬机（210），用于单层卷绕缆绳（400），由伞型风力装置（300）直接带动，向发电机（100）提供产生电能的转动动力；

容绳卷扬机（220），缆绳（400）通过动力卷扬机（210）之后卷绕收纳于所述容绳卷扬机（220）上。

10.根据权利要求9所述的中高空风能发电机组，其特征在于，还包括给伞型风力装置（300）提供回收动力的逆行电机（500），所述逆行电机（500）通过第一离合器（510）连接于动力卷扬机（210）或容绳卷扬机（220）上，向其提供逆向转动动力。