CN107100797A - 一种多功能动态风能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多功能动态风能发电装置，该多功能动态风能发电装置包括导流罩，转动扣，风叶，发电机，底座固定结构，加固结构，升降装置，防护蓄电箱结构，智能操控装置，地面，路灯，灯罩，连接套杆，固定插销，太阳能电池板，尾杆，连接扣，尾翼，尾杆销轴，回转体和安全报警结构；所述的智能操控装置内设置有风能数据模块、通信系统、远程定位系统、费用计算模块；本发明运作简单，智能化程度高，通过控制器进行风光互补控制，通过风能数据模块能够整合多种类型数据，使电网减少备用容量、使风力发电具有更高的品质和价值。

Description

一种多功能动态风能发电装置
技术领域
本发明属于风能发电技术领域，尤其涉及一种多功能动态风能发电装置。
背景技术
目前，随着科技的进步以及工业的迅猛发展，人类对能源的需求越来越多，在可利用的能源日趋减少的情形下，人类不得不寻找新能源。风能作为自然界存在的巨大能量和清洁的可再生能源，由于其不需使用燃料，也不会产生辐射或空气污染的优点，得到了人们的高度关注和广泛应用。风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。其中包括将风的动能转化为机械能，再把机械能转化为电能两个过程。将机械能转化为电能的方式大致有三种：静电、压电和电磁。但是，现有的风能发电装置存在着功能不够完善，使用不方便，噪音大，工作效率低，实用性差，结构复杂，智能程度低的问题。
因此，发明一种多功能动态风能发电装置显得非常必要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种多功能动态风能发电装置，以解决现有的风能发电装置存在着功能不够完善，使用不方便，噪音大，工作效率低，实用性差，结构复杂，智能程度低的问题。
一种多功能动态风能发电装置，包括导流罩，转动扣，风叶，发电机，底座固定结构，加固结构，升降装置，防护蓄电箱结构，智能操控装置，地面，路灯，灯罩，连接套杆，固定插销，太阳能电池板，尾杆，连接扣，尾翼，尾杆销轴，回转体和安全报警结构，所述的导流罩连接设置在转动扣的前部；所述的转动扣连接设置在风叶的中间；所述的风叶连接设置在转动扣的外部；所述的发电机连接设置在转动扣的后部；所述的底座固定结构固定设置在防护蓄电箱结构的下部；所述的加固结构连接设置在升降装置的两侧；所述的升降装置连接设置在防护蓄电箱结构的上部；所述的防护蓄电箱结构连接设置在升降装置与底座固定结构的中间；所述的智能操控装置通过电性连接设置在防护蓄电箱结构的前部；所述的地面连接设置在加固结构的底部；所述的路灯连接设置在灯罩的下部；所述的灯罩连接设置在路灯的上部；所述的连接套杆连接设置在升降装置的顶部；所述的固定插销设置在升降装置与连接套杆的连接位置；所述的太阳能电池板设置在尾杆的下部位置；所述的尾杆连接设置在尾杆销轴的后部；所述的连接扣设置在尾翼与尾杆的连接位置；所述的尾翼连接设置在连接扣的后部；所述的尾杆销轴连接设置在回转体与尾杆的中间；所述的回转体连接设置在尾杆销轴与发电机的中间；所述的安全报警结构设置在智能操控装置的左侧；所述的防护蓄电箱结构包括液压泵，逆变器，蓄电池和防护箱，所述的液压泵设置在防护箱内部的后侧；所述的逆变器通过电性连接设置在蓄电池的右上部；所述的蓄电池通过电性连接设置在逆变器的左下部；所述的智能操控装置包括操控显示屏，指示灯，外壳和控制器，所述的操控显示屏通过电性连接设置在指示灯的下部；所述的指示灯通过电性连接设置在操控显示屏的上部；所述的控制器固定设置在外壳的内部；所述的外壳设置在控制器的外部；所述的升降装置包括可活动管，套管，挂环和升降踏板，所述的可活动管连接设置在套管的上部；所述的套管固定连接在可活动管的下部；所述的挂环固定连接在套管顶部的两侧；所述的升降踏板连接设置在套管的右侧；所述的加固结构包括加固扣，挂钩，加固连接环和加固绳，所述的加固扣固定设置在挂钩的上部；所述的挂钩连接设置在加固扣的下部；所述的加固连接环连接设置在挂钩的下部；所述的加固绳连接设置在加固扣的上部；所述的底座固定结构包括固定扣，底座，锁定穿板和底座固定杆,所述的固定扣固定设置在底座的表面位置；所述的锁定穿板连接设置在底座固定杆的外部；所述的底座固定杆连接设置在固定扣的底部；所述的安全报警结构包括感应器和警报器，所述的感应器设置在安全报警结构的内部；所述的警报器连接设置在安全报警结构的两侧。
所述的智能操控装置内设置有风能数据模块、通信系统、远程定位系统、费用计算模块；
所述的风能数据模块包括历史数据输入模块、历史数据转换模块、数据分类模块、训练数据输入模块、训练模块、验证数据输入模块、预测模块、标准化数据转换模块；
所述的通信系统包括通信计算机系统和监控模块两部分；
所述的远程定位系统包括设置在各个多功能动态发电装置的子站点、设置在电力调度中心的主站点，所述的子站点包括数据采集装置和北斗卫星用户机，主站点包括信息管理平台和北斗卫星指挥机，信息管理平台依次通过北斗卫星指挥机、北斗卫星、北斗卫星用户机与数据采集装置进行双向通信。
进一步，所述的费用计算模块利用风能和电池储能的运行费用计算方法，成本开支包括风力发电的成本开支和电池的成本开支，一台风力发电机在时间间隔Δk内的发电功率Pt(k)为：
其中，Pr代表额定输出功率，vr代表额定风速，t代表Weibull参数，vi和v0分别代表风力发电机切入风速和切出风速，v(k)表示当前风速；对于n台风力发电机，在时间间隔Δk内其总功率pv(k)为：
其中，表示第m台风力发电机的发电功率；
则风力发电机的发电成本表示为：
进一步，所述的通信计算机系统包括：位于底层的备份服务器，该服务器通过核心交换机与局域网相连接；位于上层的与局域网相连接的网络子网监控服务器、短信处理服务器、银行网关服务器、数据库服务器、刮卡系统服务器；所述的监控模块是有独立安装的主机磁盘监控、数据库表空间监控、数据库进程数监控、采集数据监控、各网络子网监控各子模块组成，微分别监控主机的磁盘空间，监控全部多功能动态风能发电装置进程和表空间，监控各个子网和重要网络设备的连接。
本发明运作简单，智能化程度高，通过控制器进行风光互补控制，通过风能数据模块能够整合多种类型数据，使电网减少备用容量、使风力发电具有更高的品质和价值。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种多功能动态风能发电装置的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的智能操控装置的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的升降装置的结构示意图。
图4是本发明实施例提供的安全报警结构的结构示意图。
图中：
1、导流罩；2、转动扣；3、风叶；4、发电机；5、底座固定结构；5-1、固定扣；5-2、底座；5-3、锁定穿板；5-4底座固定杆；6、加固结构；6-1、加固扣；6-2、挂钩；6-3、加固连接环；6-4、加固绳；7、升降装置；7-1、可活动管；7-2、套管；7-3、挂环；7-4、升降踏板；8、防护蓄电箱结构；8-1、液压泵；8-2、逆变器；8-3、蓄电池；8-4、防护箱；9、智能操控装置；9-1、操控显示屏；9-2、指示灯；9-3、外壳；9-4、控制器；10、地面；11、路灯；12、灯罩；13、连接套杆；14、固定插销；15、太阳能电池板；16、尾杆；17、连接扣；18、尾翼；19、尾杆销轴；20、回转体；21、安全报警结构；21-1感应器；21-2警报器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
如附图1至附图4所示：
一种多功能动态风能发电装置，包括导流罩1，转动扣2，风叶3，发电机4，底座固定结构5，加固结构6，升降装置7，防护蓄电箱结构8，智能操控装置9，地面10，路灯11，灯罩12，连接套杆13，固定插销14，太阳能电池板15，尾杆16，连接扣17，尾翼18，尾杆销轴19，回转体20和安全报警结构21，所述的导流罩1连接设置在转动扣2的前部；所述的转动扣2连接设置在风叶3的中间；所述的风叶3连接设置在转动扣2的外部；所述的发电机4连接设置在转动扣2的后部；所述的底座固定结构5固定设置在防护蓄电箱结构8的下部；所述的加固结构6连接设置在升降装置7的两侧；所述的升降装置7连接设置在防护蓄电箱结构8的上部；所述的防护蓄电箱结构8连接设置在升降装置7与底座固定结构5的中间；所述的智能操控装置9通过电性连接设置在防护蓄电箱结构8的前部；所述的地面10连接设置在加固结构6的底部；所述的路灯11连接设置在灯罩12的下部；所述的灯罩12连接设置在路灯11的上部；所述的连接套杆13连接设置在升降装置7的顶部；所述的固定插销14设置在升降装置7与连接套杆13的连接位置；所述的太阳能电池板15设置在尾杆16的下部位置；所述的尾杆16连接设置在尾杆销轴19的后部；所述的连接扣17设置在尾翼18与尾杆16的连接位置；所述的尾翼18连接设置在连接扣17的后部；所述的尾杆销轴19连接设置在回转体20与尾杆16的中间；所述的回转体20连接设置在尾杆销轴19与发电机4的中间；所述的安全报警结构21设置在智能操控装置9的左侧；所述的防护蓄电箱结构8包括液压泵8-1，逆变器8-2，蓄电池8-3和防护箱8-4，所述的液压泵8-1设置在防护箱8-4内部的后侧；所述的逆变器8-2通过电性连接设置在蓄电池8-3的右上部；所述的蓄电池8-3通过电性连接设置在逆变器8-2的左下部；所述的智能操控装置9包括操控显示屏9-1，指示灯9-2，外壳9-3和控制器9-4，所述的操控显示屏9-1通过电性连接设置在指示灯9-2的下部；所述的指示灯9-2通过电性连接设置在操控显示屏9-1的上部；所述的控制器9-4固定设置在外壳9-3的内部；所述的外壳9-3设置在控制器9-4的外部；所述的升降装置7包括可活动管7-1，套管7-2，挂环7-3和升降踏板7-4，所述的可活动管7-1连接设置在套管7-2的上部；所述的套管7-2固定连接在可活动管7-1的下部；所述的挂环7-3固定连接在套管7-2顶部的两侧；所述的升降踏板7-4连接设置在套管7-2的右侧；所述的加固结构6包括加固扣6-1，挂钩6-2，加固连接环6-3和加固绳6-4，所述的加固扣6-1固定设置在挂钩6-2的上部；所述的挂钩6-2连接设置在加固扣6-1的下部；所述的加固连接环6-3连接设置在挂钩6-2的下部；所述的加固绳6-4连接设置在加固扣6-1的上部；所述的底座固定结构5包括固定扣5-1，底座5-2，锁定穿板5-3和底座固定杆5-4,所述的固定扣5-1固定设置在底座5-2的表面位置；所述的锁定穿板5-3连接设置在底座固定杆5-4的外部；所述的底座固定杆5-4连接设置在固定扣5-1的底部；所述的安全报警结构21包括感应器21-1和警报器21-2，所述的感应器21-1设置在安全报警结构21的内部；所述的警报器21-2连接设置在安全报警结构21的两侧。
所述的控制器9-4具体采用风光互补控制器，所述的加固绳6-4具体采用钢丝绳，所述的加固绳6-4具体采用2个，所述的感应器21-1具体采用红外感应器，所述的感应器21-1具体采用1个，所述的蓄电池8-3具体采用锂电池电池组，所述的警报器21-2具体采用蜂鸣器，所述的警报器21-2具体采用2个，所述的太阳能电池板15具体采用多晶硅太阳能电池板组，所述的路灯11具体采用长方体白色LED灯板，所述的转动扣2具体采用圆柱状不锈钢转动轴承，所述的可活动管7-1具体采用空心铜柱管，所述的防护箱8-4具体采用长方体透明塑钢防护箱，所述的操控显示屏9-1具体采用多点电容式液晶触控显示屏，所述的指示灯9-2具体采用圆球状LED红色闪光灯；
所述的智能操控装置9内设置有风能数据模块、通信系统、远程定位系统、费用计算模块；
所述的风能数据模块包括历史数据输入模块、历史数据转换模块、数据分类模块、训练数据输入模块、训练模块、验证数据输入模块、预测模块、标准化数据转换模块；
历史数据输入模块，输入风能发电厂的历史数据，包括任意参数：风速、温度、天气、降雨、湿度；
历史数据转换模块，通过数据转换模型标准化数据，是将非标准的数值型数据和离散化数据转换为标准化的[-1,1]之间的数据；
数据分类模块，将已经标准化的历史数据按4:1的比例进行类别划分，其中80％作为训练数据，20％作为验证数据；
训练数据输入模块，输入训练数据；
训练模块，将输入的训练数据，利用改进的向量机回归算法进行训练，产生回归向量机模型；
验证数据输入模块，输入验证数据；
预测模块，利用输入的验证数据，迭代到产生的回归向量机模型；步骤S308为选择模块，判定精度是否达标，即误差是否小于给定的阈值；
标准化数据转换模块，如果精度达标，将标准化数据转换为历史输入数据。
通过风能数据模块能够整合多种类型数据，用户可以输入多种参数，根据对历史数据标准化然后分析并产生专门为某地区准备的预测模型，通过该方法可以对未来短时间内的风能进行预测，从而给出最大、最小风能参数和变化范围。通过该方法将使电网减少备用容量、使风力发电具有更高的品质和价值。
所述的通信系统包括通信计算机系统和监控模块两部分；
所述的远程定位系统包括设置在各个多功能动态发电装置的子站点、设置在电力调度中心的主站点，所述的子站点包括数据采集装置和北斗卫星用户机，主站点包括信息管理平台和北斗卫星指挥机，信息管理平台依次通过北斗卫星指挥机、北斗卫星、北斗卫星用户机与数据采集装置进行双向通信。
所述的费用计算模块利用风能和电池储能的运行费用计算方法，成本开支包括风力发电的成本开支和电池的成本开支，一台风力发电机在时间间隔Δk内的发电功率Pt(k)为：
其中，Pr代表额定输出功率，vr代表额定风速，t代表Weibull参数，vi和v0分别代表风力发电机切入风速和切出风速，v(k)表示当前风速；对于n台风力发电机，在时间间隔Δk内其总功率pv(k)为：
其中，表示第m台风力发电机的发电功率；
则风力发电机的发电成本表示为：
能够高效地计算在智能电网和风能发电下，数据中心中使用电池储能的成本开支、电费开支、操作成本。
所述的通信计算机系统包括：位于底层的备份服务器，该服务器通过核心交换机与局域网相连接；位于上层的与局域网相连接的网络子网监控服务器、短信处理服务器、银行网关服务器、数据库服务器、刮卡系统服务器；所述的监控模块是有独立安装的主机磁盘监控、数据库表空间监控、数据库进程数监控、采集数据监控、各网络子网监控各子模块组成，微分别监控主机的磁盘空间，监控全部多功能动态风能发电装置进程和表空间，监控各个子网和重要网络设备的连接。
本发明利用在防护箱8-4的防护下，蓄电池8-3储存电能，通过可活动管7-1升降安装方便，转动扣2配合转动，在太阳能电池板15的作用下，带动路灯11，在警报器21-2与感应器21-1的配合下，灵敏警报，利用加固绳6-4加强固定，利用操控显示屏9-1与指示灯9-2观测与操控，通过控制器9-4进行风光互补控制，进一步达到最佳发电效果，提高智能程度，从而完善功能多样性，通过风能数据模块能够整合多种类型数据，用户可以输入多种参数，根据对历史数据标准化然后分析并产生专门为某地区准备的预测模型，通过该方法可以对未来短时间内的风能进行预测，从而给出最大、最小风能参数和变化范围。通过该方法将使电网减少备用容量、使风力发电具有更高的品质和价值。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种多功能动态风能发电装置，其特征在于，所述的多功能动态风能发电装置，包括导流罩，转动扣，风叶，发电机，底座固定结构，加固结构，升降装置，防护蓄电箱结构，智能操控装置，地面，路灯，灯罩，连接套杆，固定插销，太阳能电池板，尾杆，连接扣，尾翼，尾杆销轴，回转体和安全报警结构；
所述的导流罩连接设置在转动扣的前部；所述的转动扣连接设置在风叶的中间；所述的风叶连接设置在转动扣的外部；所述的发电机连接设置在转动扣的后部；所述的底座固定结构固定设置在防护蓄电箱结构的下部；所述的加固结构连接设置在升降装置的两侧；所述的升降装置连接设置在防护蓄电箱结构的上部；所述的防护蓄电箱结构连接设置在升降装置与底座固定结构的中间；所述的智能操控装置通过电性连接设置在防护蓄电箱结构的前部；所述的地面连接设置在加固结构的底部；所述的路灯连接设置在灯罩的下部；所述的灯罩连接设置在路灯的上部；所述的连接套杆连接设置在升降装置的顶部；所述的固定插销设置在升降装置与连接套杆的连接位置；所述的太阳能电池板设置在尾杆的下部位置；所述的尾杆连接设置在尾杆销轴的后部；所述的连接扣设置在尾翼与尾杆的连接位置；所述的尾翼连接设置在连接扣的后部；所述的尾杆销轴连接设置在回转体与尾杆的中间；所述的回转体连接设置在尾杆销轴与发电机的中间；所述的安全报警结构设置在智能操控装置的左侧；
所述的防护蓄电箱结构包括液压泵，逆变器，蓄电池和防护箱；
所述的液压泵设置在防护箱内部的后侧；所述的逆变器通过电性连接设置在蓄电池的右上部；所述的蓄电池通过电性连接设置在逆变器的左下部；
所述的智能操控装置包括操控显示屏，指示灯，外壳和控制器；
所述的操控显示屏通过电性连接设置在指示灯的下部；所述的指示灯通过电性连接设置在操控显示屏的上部；所述的控制器固定设置在外壳的内部；所述的外壳设置在控制器的外部；
所述的升降装置包括可活动管，套管，挂环和升降踏板；
所述的可活动管连接设置在套管的上部；所述的套管固定连接在可活动管的下部；所述的挂环固定连接在套管顶部的两侧；所述的升降踏板连接设置在套管的右侧；
所述的加固结构包括加固扣，挂钩，加固连接环和加固绳；
所述的加固扣固定设置在挂钩的上部；所述的挂钩连接设置在加固扣的下部；所述的加固连接环连接设置在挂钩的下部；所述的加固绳连接设置在加固扣的上部；
所述的底座固定结构包括固定扣，底座，锁定穿板和底座固定杆；
所述的固定扣固定设置在底座的表面位置；所述的锁定穿板连接设置在底座固定杆的外部；所述的底座固定杆连接设置在固定扣的底部；
所述的安全报警结构包括感应器和警报器；
所述的感应器设置在安全报警结构的内部；所述的警报器连接设置在安全报警结构的两侧；
所述的智能操控装置内设置有风能数据模块、通信系统、远程定位系统、费用计算模块；
所述的风能数据模块包括历史数据输入模块、历史数据转换模块、数据分类模块、训练数据输入模块、训练模块、验证数据输入模块、预测模块、标准化数据转换模块；
所述的通信系统包括通信计算机系统和监控模块两部分；
所述的远程定位系统包括设置在各个多功能动态发电装置的子站点、设置在电力调度中心的主站点，所述的子站点包括数据采集装置和北斗卫星用户机，主站点包括信息管理平台和北斗卫星指挥机，信息管理平台依次通过北斗卫星指挥机、北斗卫星、北斗卫星用户机与数据采集装置进行双向通信。
2.如权利要求1所述的多功能动态风能发电装置，其特征在于，所述的费用计算模块利用风能和电池储能的运行费用计算方法，成本开支包括风力发电的成本开支和电池的成本开支，一台风力发电机在时间间隔Δk内的发电功率Pt(k)为：
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其中，Pr代表额定输出功率，vr代表额定风速，t代表Weibull参数，vi和v0分别代表风力发电机切入风速和切出风速，v(k)表示当前风速；对于n台风力发电机，在时间间隔Δk内其总功率pv(k)为：
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其中，表示第m台风力发电机的发电功率；
则风力发电机的发电成本表示为：
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3.如权利要求1所述的多功能动态风能发电装置，其特征在于，所述的通信计算机系统包括：位于底层的备份服务器，该服务器通过核心交换机与局域网相连接；位于上层的与局域网相连接的网络子网监控服务器、短信处理服务器、银行网关服务器、数据库服务器、刮卡系统服务器；所述的监控模块是有独立安装的主机磁盘监控、数据库表空间监控、数据库进程数监控、采集数据监控、各网络子网监控各子模块组成，微分别监控主机的磁盘空间，监控全部多功能动态风能发电装置进程和表空间，监控各个子网和重要网络设备的连接。
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CN107917381A (zh) * 2017-11-22 2018-04-17 王晨曦 一种节能环保型可调节式路灯
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