CN111120210B - 一种带有自防护功能的风力发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有自防护功能的风力发电系统，属于领域，一种带有自防护功能的风力发电系统，包括底座、位于底座上的风力发电组件和用于控制风力发电组件的风力发电控制系统，底座上还设有挡雨装置，挡雨装置包括设置在底座上侧的左支架和右支架，左支架和右支架分别固定在底座上侧左右两端，右支架的顶端通过转轴连接有挡雨板，挡雨板的底端与右支架的顶端之间设有弹性阻挡件，可以实现恶劣天气状况下风力发电系统的自防护功能，从而在保证了风力发电设备安全的同时，也避免了发电设备的蓄电池等受到损坏的状况发生，并在发现电路状况有故障时断电，自动发送出检修信息给检修人员，且整个系统的便捷性高，便于快速的进行移动和定位。

Description

一种带有自防护功能的风力发电系统

技术领域

本发明涉及新能源设备技术领域，更具体地说，涉及一种带有自防护功能的风力发电系统。

背景技术

风力发电是指把风的动能转为电能，风能是一种清洁无公害的可再生能源能源，风力发电是把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。海上风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施。我国海上风能资源丰富，加快海上风电项目建设，对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。

现有的风力发电系统都是在室外使用，在使用过程中，在遇到恶劣天气状况时，如强风大雨时，无法对风力发现系统的主要组件进行有效保护，从而影响了风力发电系统的使用寿命。而现有的风力发电系统大都体积较大，不能方便的进行移动，便捷性差。为了解决这些缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种带有自防护功能的风力发电系统，可以实现恶劣天气状况下风力发电系统的自防护功能，从而在保证了风力发电设备安全的同时，也避免了发电设备的蓄电池等受到损坏的状况发生，并在发现电路状况有故障时断电，自动发送出检修信息给检修人员，且整个系统的便捷性高，便于快速的进行移动和定位。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种带有自防护功能的风力发电系统，包括底座、位于底座上的风力发电组件和用于控制风力发电组件的风力发电控制系统，所述风力发电控制系统包括天气信息采集模块、电力状况监测模块、数据接收模块、数据处理模块、主控模块、控制指令发送模块、电力输送截断模块和检修信息发送模块，所述天气信息采集模块和电力状况监测模块分别与所述数据接收模块连接，所述数据接收模块与数据处理模块连接，所述数据处理模块与主控模块连接，所述主控模块与控制指令发送模块连接，所述控制指令发送模块分别与电力输送截断模块和检修信息发送模块连接，所述底座上还设有挡雨装置，所述底座的底部设有移动固定装置。

进一步的，所述天气信息采集模块用于采集风力发电设备安装位置的天气信息，所述天气信息包括预设时间内的降雨量与风力的级别；

所述电力状况监测模块用于采集电力信息，所述电力信息包括电路漏电、电路电压波动幅度与电路短路；

所述数据处理模块用于对数据接收模块接收的天气信息和电力信息进行对应处理，并将天气信息和电力信息处理为相应的第一控制信息和第二控制信息，其中第二控制信息包括一级控制指令与二级控制指令；

所述主控模块用于接收第一控制信息和第二控制信息；

所述控制指令发送模块用于将相应的控制消息发送到电力输送截断模块或检修信息发送模块；

所述电力输送截断模块用于截断电力的输送，所述检修信息发送模块用于向相关工作人员的移动终端发送检修信息。

进一步的，所述数据处理模块对天气信息进行处理的过程为：

当获取的预设时间内降雨量超过预设值时，数据处理模块即产生停止供电控制信息，预设时间内降雨量未超过预设值时，数据处理模块即不会产生第一控制信息；

当获取的风力的级别大于预设级别时，数据处理模块产生停止供电控制信息，当获取的风力的级别小于预设级别时，数据处理模块即不产生停止第一控制信息。

进一步的，所述数据处理模块对电力信息进行具体处理的过程如下：

当采集到的电力状况信息为电路漏电、电路电压波动幅度超过预设值与电路短路状况中的任意一种时，数据处理模块产生第二控制信息中的一级控制指令；

当采集到的电力状况信息为电路漏电、电路电压波动幅度超过预设值与电路短路状况中的任意两种时，数据处理模块产生二级控制指令；

当采集到的电力信息为电路漏电、电路电压波动幅度超过预设值与电路短路中的全部状况时，数据处理模块产生第二控制信息中的二级控制指令。

进一步的，所述风力发电系统的控制过程具体包括以下步骤：

S1：系统在运作时，天气信息采集模块与外部互联网连接，实时采集发电设备安装位置的天气信息，电力状况监测模块会实时监测风力发电设备的电路信息；

S2：数据接收模块会同步接收天气信息和电路信息，数据接收模块会同步接收天气信息和电路信息；

S3：数据处理模块在接收到天气信息和电路信息后处理出相对应的控制消息，对应的消息指令包括天气控制消息和电力控制消息，天气控制消息和电力控制消息被发送到主控模块，并经主控模块发送到控制消息发送模块，当处理出与天气控制消息时执行S4，处理出电力控制消息时执行S5；

S4：执行第一控制消息时，电力输送截断模块截断风力发电设备的电力输送；

S5：执行第二控制消息时，电力输送截断模块截断风力发电设备的电力输送的同时检修信息发送模块发出检修信息到检修人员的移动设备；

S6：第一控制信息和第二控制信息执行结束后，系统进入待机状态。

进一步的，所述挡雨装置包括设置在底座上侧的左支架和右支架，所述左支架和右支架分别固定在所述底座上侧左右两端，所述右支架的顶端通过转轴连接有挡雨板，所述挡雨板的底端与右支架的顶端之间设有弹性阻挡件，所述底座上侧靠左设有驱动电机，所述驱动电机与主控模块电连接，所述驱动电机的输出轴端部连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮啮合连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮上连接有竖杆，所述竖杆的外壁上套接有固定轴承，所述固定轴承通过固定杆固定在所述左支架上，所述竖杆的顶端固定有绕线轮，所述绕线轮上绕接有钢丝绳，所述钢丝绳的另一端与所述挡雨板的下侧壁固定连接。

进一步的，所述左支架的上侧外壁上覆盖有缓冲垫，所述缓冲垫为海绵缓冲垫或橡胶缓冲垫。

进一步的，所述挡雨板的初始位置为竖直状态，且挡雨板的最大转动角度为90°。

进一步的，所述挡雨板的下侧壁上设有挂钩，所述钢丝绳的另一端固定在所述挂钩内。

进一步的，所述移动固定装置包括开设在底座下侧壁四角处的四个凹槽，每个所述凹槽内均设有一个滑轮装置，每个所述滑轮装置均包括盒体，所述盒体内设置有带有滑轮的转轴，所述转轴的两端固定在所述盒体内，且穿过所述盒体固定在所述凹槽的两内壁上，所述盒体的两端各设置有一个固定凸耳，所述凹槽的外侧还设置有固定插孔，一固定柱穿过所述固定插孔和所述固定凸耳固定在所述底座上。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)通过设置的天气信息采集模块，能够在采集使用该系统用的风力发电设备附近的天气信息，并根据天气信息处理出相应控制指令，来切断在暴雨和大风天气时风力发电设备的供电，从而在保证了风力发电设备安全的同时，也避免了发电设备的蓄电池等受到损坏的状况发生，同时通过设置的电力状况监测模块，能够监测风力发电设备的电力电路的状况，并在发现电路状况有故障时断电，自动发送出检修信息给检修人员让其对风力发电设备进行检修，从而更好的保证风力发电系统的安全性。

(2)在降雨量超标时，主控模块控制防雨板转动对风力发电系统组件进行遮挡防雨，有效的保护了风力发电系统主要部件，从而有效延长风力发电系统的使用寿命，降雨结束后在弹性阻挡件的弹性作用下，挡雨板复位至竖直状态，保证了风力发电系统的持续正常工作。

(3)由于设置有凹槽，并在凹槽内设置滑轮装置，滑轮装置的设置使得当需要移动风力发电系统时，只需将滑轮触底，即可推动整个系统进行移动，当需要对整个系统进行定位时，将盒体触底即可，停放稳固，使用方便，便捷性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中滑轮装置的结构示意图；

图3为本发明中滑轮装置的另一种状态示意图；

图4为本发明中滑轮装置的侧视图；

图5为本发明中风力发电控制系统的模块结构示意图。

图中标号说明：

1底座、2风力发电组件、3左支架、4右支架、5挡雨板、6弹性阻挡件、 7驱动电机、8第一锥齿轮、9第二锥齿轮、10竖杆、11固定轴承、12绕线轮、13钢丝绳、14滑轮装置、15凹槽、16盒体、17转轴、18滑轮、19固定凸耳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-5，一种带有自防护功能的风力发电系统，包括底座1、位于底座1上的风力发电组件2和用于控制风力发电组件2的风力发电控制系统，风力发电控制系统包括天气信息采集模块、电力状况监测模块、数据接收模块、数据处理模块、主控模块、控制指令发送模块、电力输送截断模块和检修信息发送模块，天气信息采集模块和电力状况监测模块分别与数据接收模块连接，数据接收模块与数据处理模块连接，数据处理模块与主控模块连接，主控模块与控制指令发送模块连接，控制指令发送模块分别与电力输送截断模块和检修信息发送模块连接，底座1上还设有挡雨装置，底座1的底部设有移动固定装置。

天气信息采集模块用于采集风力发电设备安装位置的天气信息，天气信息包括预设时间内的降雨量与风力的级别；

电力状况监测模块用于采集电力信息，电力信息包括电路漏电、电路电压波动幅度与电路短路；

数据处理模块用于对数据接收模块接收的天气信息和电力信息进行对应处理，并将天气信息和电力信息处理为相应的第一控制信息和第二控制信息，其中第二控制信息包括一级控制指令与二级控制指令；

主控模块用于接收第一控制信息和第二控制信息；

控制指令发送模块用于将相应的控制消息发送到电力输送截断模块或检修信息发送模块；

电力输送截断模块用于截断电力的输送，检修信息发送模块用于向相关工作人员的移动终端发送检修信息。

数据处理模块对天气信息进行处理的过程为：

当获取的预设时间内降雨量超过预设值时，数据处理模块即产生停止供电控制信息，预设时间内降雨量未超过预设值时，数据处理模块即不会产生第一控制信息；

当获取的风力的级别大于预设级别时，数据处理模块产生停止供电控制信息，当获取的风力的级别小于预设级别时，数据处理模块即不产生停止第一控制信息。

数据处理模块对电力信息进行具体处理的过程如下：

当采集到的电力状况信息为电路漏电、电路电压波动幅度超过预设值与电路短路状况中的任意一种时，数据处理模块产生第二控制信息中的一级控制指令；

当采集到的电力状况信息为电路漏电、电路电压波动幅度超过预设值与电路短路状况中的任意两种时，数据处理模块产生二级控制指令；

当采集到的电力信息为电路漏电、电路电压波动幅度超过预设值与电路短路中的全部状况时，数据处理模块产生第二控制信息中的二级控制指令。

风力发电系统的控制过程具体包括以下步骤：

S1：系统在运作时，天气信息采集模块与外部互联网连接，实时采集发电设备安装位置的天气信息，电力状况监测模块会实时监测风力发电设备的电路信息；

S2：数据接收模块会同步接收天气信息和电路信息，数据接收模块会同步接收天气信息和电路信息；

S3：数据处理模块在接收到天气信息和电路信息后处理出相对应的控制消息，对应的消息指令包括天气控制消息和电力控制消息，天气控制消息和电力控制消息被发送到主控模块，并经主控模块发送到控制消息发送模块，当处理出与天气控制消息时执行S4，处理出电力控制消息时执行S5；

S4：执行第一控制消息时，电力输送截断模块截断风力发电设备的电力输送；

S5：执行第二控制消息时，电力输送截断模块截断风力发电设备的电力输送的同时检修信息发送模块发出检修信息到检修人员的移动设备；

S6：第一控制信息和第二控制信息执行结束后，系统进入待机状态。

通过设置的天气信息采集模块，能够在采集使用该系统用的风力发电设备附近的天气信息，并根据天气信息处理出相应控制指令，来切断在暴雨和大风天气时风力发电设备的供电，从而在保证了风力发电设备安全的同时，也避免了发电设备的蓄电池等受到损坏的状况发生，同时通过设置的电力状况监测模块，能够监测风力发电设备的电力电路的状况，并在发现电路状况有故障时断电，自动发送出检修信息给检修人员让其对风力发电设备进行检修，从而更好的保证风力发电系统的安全性。

挡雨装置包括设置在底座1上侧的左支架3和右支架4，左支架3和右支架4分别固定在底座1上侧左右两端，右支架4的顶端通过转轴连接有挡雨板5，挡雨板5的底端与右支架4的顶端之间设有弹性阻挡件6，底座1上侧靠左设有驱动电机7，驱动电机7与主控模块电连接，驱动电机7的输出轴端部连接有第一锥齿轮8，第一锥齿轮8啮合连接有第二锥齿轮9，第二锥齿轮 9上连接有竖杆10，竖杆10的外壁上套接有固定轴承11，固定轴承11通过固定杆固定在左支架3上，竖杆10的顶端固定有绕线轮12，绕线轮12上绕接有钢丝绳13，钢丝绳13的另一端与挡雨板5的下侧壁固定连接。

左支架3的上侧外壁上覆盖有缓冲垫，缓冲垫为海绵缓冲垫或橡胶缓冲垫。

挡雨板5的初始位置为竖直状态，且挡雨板5的最大转动角度为90°。

挡雨板5的下侧壁上设有挂钩，钢丝绳13的另一端固定在挂钩内。

当风力发电控制系统检测到降雨量超标时，通过主控模块控制驱动电机7 进行顺时针转动，驱动电机7通过啮合设置的第一锥齿轮8和第二锥齿轮9 带动竖杆10转动，并带动绕线轮12对钢丝绳13进行收卷，钢丝绳13完全收卷过程中，带动挡雨板5进行转动，收卷结束后，挡雨板5转动至水平状态，实现挡雨功能，可对风力发电组件进行有效的防雨保护，有效延长风力发电系统的使用寿命；降雨结束后，主控模块控制驱动电机7逆时针转动，并带动绕线轮12进行放线工作，放线结束后，由于设置了弹性阻挡件6，在弹性阻挡件6的弹性作用下，挡雨板5复位至竖直状态。

移动固定装置包括开设在底座1下侧壁四角处的四个凹槽15，每个凹槽 15内均设有一个滑轮装置14，每个滑轮装置14均包括盒体16，盒体16内设置有带有滑轮18的转轴17，转轴17的两端固定在盒体16内，且穿过盒体 16固定在凹槽15的两内壁上，盒体16的两端各设置有一个固定凸耳19，凹槽15的外侧还设置有固定插孔，一固定柱穿过固定插孔和固定凸耳19固定在底座1上。

由于设置有凹槽15，并在凹槽15内设置滑轮装置14，滑轮装置14的设置使得当需要移动风力发电系统时，只需将滑轮18触底，即可推动整个系统进行移动，当需要对整个系统进行定位时，将盒体19触底即可，停放稳固，使用方便，便捷性强。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种带有自防护功能的风力发电系统，包括底座（1）、位于底座（1）上的风力发电组件（2）和用于控制风力发电组件（2）的风力发电控制系统，其特征在于：所述风力发电控制系统包括天气信息采集模块、电力状况监测模块、数据接收模块、数据处理模块、主控模块、控制指令发送模块、电力输送截断模块和检修信息发送模块，所述天气信息采集模块和电力状况监测模块分别与所述数据接收模块连接，所述数据接收模块与数据处理模块连接，所述数据处理模块与主控模块连接，所述主控模块与控制指令发送模块连接，所述控制指令发送模块分别与电力输送截断模块和检修信息发送模块连接，所述底座（1）上还设有挡雨装置，所述底座（1）的底部设有移动固定装置；所述挡雨装置包括设置在底座（1）上侧的左支架（3）和右支架（4），所述左支架（3）和右支架（4）分别固定在所述底座（1）上侧左右两端，所述右支架（4）的顶端通过转轴连接有挡雨板（5），所述挡雨板（5）的底端与右支架（4）的顶端之间设有弹性阻挡件（6），所述底座（1）上侧靠左设有驱动电机（7），所述驱动电机（7）与主控模块电连接，所述驱动电机（7）的输出轴端部连接有第一锥齿轮（8），所述第一锥齿轮（8）啮合连接有第二锥齿轮（9），所述第二锥齿轮（9）上连接有竖杆（10），所述竖杆（10）的外壁上套接有固定轴承（11），所述固定轴承（11）通过固定杆固定在所述左支架（3）上，所述竖杆（10）的顶端固定有绕线轮（12），所述绕线轮（12）上绕接有钢丝绳（13），所述钢丝绳（13）的另一端与所述挡雨板（5）的下侧壁固定连接；所述左支架（3）的上侧外壁上覆盖有缓冲垫，所述缓冲垫为海绵缓冲垫或橡胶缓冲垫；所述挡雨板（5）的初始位置为竖直状态，且挡雨板（5）的最大转动角度为90°；所述挡雨板（5）的下侧壁上设有挂钩，所述钢丝绳（13）的另一端固定在所述挂钩内；所述移动固定装置包括开设在底座（1）下侧壁四角处的四个凹槽（15），每个所述凹槽（15）内均设有一个滑轮装置（14），每个所述滑轮装置（14）均包括盒体（16），所述盒体（16）内设置有带有滑轮（18）的转轴（17），所述转轴（17）的两端固定在所述盒体（16）内，且穿过所述盒体（16）固定在所述凹槽（15）的两内壁上，所述盒体（16）的两端各设置有一个固定凸耳（19），所述凹槽（15）的外侧还设置有固定插孔，一固定柱穿过所述固定插孔和所述固定凸耳（19）固定在所述底座（1）上。

2.根据权利要求1所述的一种带有自防护功能的风力发电系统，其特征在于：所述天气信息采集模块用于采集风力发电设备安装位置的天气信息，所述天气信息包括预设时间内的降雨量与风力的级别；

所述电力状况监测模块用于采集电力信息，所述电力信息包括电路漏电、电路电压波动幅度与电路短路；

所述数据处理模块用于对数据接收模块接收的天气信息和电力信息进行对应处理，并将天气信息和电力信息处理为相应的第一控制信息和第二控制信息，其中第二控制信息包括一级控制指令与二级控制指令；

所述主控模块用于接收第一控制信息和第二控制信息；

所述控制指令发送模块用于将相应的控制消息发送到电力输送截断模块或检修信息发送模块；

所述电力输送截断模块用于截断电力的输送，所述检修信息发送模块用于向相关工作人员的移动终端发送检修信息。

3.根据权利要求1所述的一种带有自防护功能的风力发电系统，其特征在于：所述数据处理模块对天气信息进行处理的过程为：

当获取的预设时间内降雨量超过预设值时，数据处理模块即产生停止供电控制信息，预设时间内降雨量未超过预设值时，数据处理模块即不会产生第一控制信息；

当获取的风力的级别大于预设级别时，数据处理模块产生停止供电控制信息，当获取的风力的级别小于预设级别时，数据处理模块即不产生停止第一控制信息。

4.根据权利要求1所述的一种带有自防护功能的风力发电系统，其特征在于：所述数据处理模块对电力信息进行具体处理的过程如下：

当采集到的电力状况信息为电路漏电、电路电压波动幅度超过预设值与电路短路状况中的任意一种时，数据处理模块产生第二控制信息中的一级控制指令；

当采集到的电力状况信息为电路漏电、电路电压波动幅度超过预设值与电路短路状况中的任意两种时，数据处理模块产生二级控制指令；

当采集到的电力信息为电路漏电、电路电压波动幅度超过预设值与电路短路中的全部状况时，数据处理模块产生第二控制信息中的二级控制指令。

5.根据权利要求1所述的一种带有自防护功能的风力发电系统，其特征在于：所述风力发电系统的控制过程具体包括以下步骤：

S1：系统在运作时，天气信息采集模块与外部互联网连接，实时采集发电设备安装位置的天气信息，电力状况监测模块会实时监测风力发电设备的电路信息；

S2：数据接收模块会同步接收天气信息和电路信息，数据接收模块会同步接收天气信息和电路信息；

S3：数据处理模块在接收到天气信息和电路信息后处理出相对应的控制消息，对应的消息指令包括天气控制消息和电力控制消息，天气控制消息和电力控制消息被发送到主控模块，并经主控模块发送到控制消息发送模块，当处理出与天气控制消息时执行S4，处理出电力控制消息时执行S5；

S4：执行第一控制消息时，电力输送截断模块截断风力发电设备的电力输送；

S5：执行第二控制消息时，电力输送截断模块截断风力发电设备的电力输送的同时检修信息发送模块发出检修信息到检修人员的移动设备；

S6：第一控制信息和第二控制信息执行结束后，系统进入待机状态。

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