CN113586340A - 一种智能调节和高发电量的风力发电机组 - Google Patents

一种智能调节和高发电量的风力发电机组 Download PDF

Info

Publication number
CN113586340A
CN113586340A CN202111072013.6A CN202111072013A CN113586340A CN 113586340 A CN113586340 A CN 113586340A CN 202111072013 A CN202111072013 A CN 202111072013A CN 113586340 A CN113586340 A CN 113586340A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
wind
motor
hydraulic variable
wind energy
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.)
Pending
Application number
CN202111072013.6A
Other languages
English (en)
Inventor
贺勍
张卫党
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 CN202111072013.6A priority Critical patent/CN113586340A/zh
Publication of CN113586340A publication Critical patent/CN113586340A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/17—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing energy in pressurised fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/26—Reciprocating-piston liquid engines adapted for special use or combined with apparatus driven thereby
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/008—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being a fluid transmission link
    • 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
    • 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
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • 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
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

一种智能调节和高发电量的风力发电机组，它由高效率、高密度的储能装置与现有风力发电机组组合而成。高效率、高密度的储能装置在风能富余时直接分流收储富余的风能，调节发电量；在风能欠缺时释放，助力或全力驱动风力发电机发电稳定发电量，就组成了一种全新的间歇性风能自主收储和释放的智能调节和高发电量的风力发电机组，实现风力发电机组发电量的自主调节和风能资源的高效利用。它的技术和工艺相对成熟，无环境污染，使用寿命长，成本低，维护保养便利。高效率、高密度的储能装置可以分组安装在风力发电机组的塔身内，如果将储能装置的储能器筒体与塔身有机连接，有利于提升风机塔身的刚度，改变风机震动频率，减少运行噪声。

Description

一种智能调节和高发电量的风力发电机组
技术领域：
本发明涉及一种智能调节和高发电量的风力发电机组，这智能调节和高发电量的风力发电机组技术是对现有技术的升级迭代。它能有效地提升风力发电机组的清洁能源消纳能力和实现风力发电机组的发电量智能自主调节。
背景技术：
清洁能源的开发利用是人类文明进步的重大标志，提升风能在能源应用中的份额是实现我国可持续发展和实现碳中和的战略举措。为了提高风力发电机组的新能源消纳能力和电网调峰能力，新型智能调节和高发电量的风力发电机组是实现这一战略目标的利器。而高密度储能装置与风力发电机组的有机组合是实现风力发电机组发电量提升和智能调节的最佳途径。在现有的风力发电机组技术中有两大难题：一是风力间歇性决定了风力发电机组发电量的稳定性较差；二是风力间歇性决定了风力发电机组对自然资源的低效利用。为了实现我国的碳中和目标，迫切需要实现风力发电机组发电量的智能自主调节。
本发明一是基于现有技术中风力间歇性决定了其发电量的稳定性较差，其发电量的随机凸变会危及电网的稳定运行。
本发明二是基于风力间歇性决定了风力发电机组对自然资源的低效利用。
发明内容：本发明的目的就是要研发出一种智能调节和高发电量的风力发电机组，它由高效率、高密度的储能装置与现有风力发电机组有机组合组成。高效率、高密度的储能装置在风能富余时直接分流收储富余的风能，调节发电量；在风能欠缺时释放，助力或全力驱动风力发电机发电稳定发电量，就组成了一种全新的间歇性风能自主收储和释放的智能自主调节发电量的风力发电机组，实现风力发电机组的发电量自主调节和自然资源的高效利用。它的技术和工艺相对成熟，组合安装简单，无环境污染。高效率、高密度的储能装置可以分组安装在风力发电机组的塔身内，如果将储能装置的储能器筒体与塔身有机连接，有利于提升风机塔身的刚度，改善风机震动频率，减少其运行噪声。
这种智能调节和高发电量的风力发电机组的作用原理是：当风能过强时，通过与发电机组齿轮箱联动的液压变量泵启动运行，适时适量分流过强的风能，泵出高压液体，经管道进入分组安装在风机塔筒内的活塞式储能器，将其就地转换为气体压缩能，流量与过剩风能匹配；在风能较弱时和电网用电高峰时，依变化情况控制不同数量的储能单元将气体压缩能转换成高压液体能，通过液压变量马达助力或全力驱动发电机转换成电能。
本一种智能调节和高发电量的风力发电机组，主要由发电机1、叶轮2、齿轮箱3、液压变量泵4、控制阀5、活塞式储能器6、液压变量马达7、风力发电机组塔筒8、油箱9、管道10、安全阀11和电磁阀12等组合而成。其特征在于：液压变量泵4、液压变量马达7和发电机1分别与齿轮箱3并联，与叶轮2联动；风能富余时由风力传感器控制液压变量泵4的变量机构，直接将富余风能分流转换成气体压缩能储存在活塞式储能器6内；风能较弱发电不足时，控制阀5换向，活塞式储能器6内的气体压缩能释放，转换成高压油驱动液压变量马达7助力或全力直接并联驱动发电机1，弥补风力的不足；弥补量由风力传感器控制液压变量马达7的变量机构调节。它的作用原理是：当风能过强时，风力传感器通过中控室控制液压变量泵4的变量机构使其进入工作，同时电磁阀12得电切断安全阀11的先导油路，适配分流过剩风能泵出与其相当的高压液体，经控制阀5、管道10进入活塞式储能器6的储油筒，不断推动活塞式储能器6的活塞压缩事先储存在活塞上腔的惰性气体，将过剩风能就地转换为惰性气体的压缩能。在风能较弱时时，风力传感器通过中控室控制使控制阀5换向，电磁阀12断电，安全阀11泄压，活塞式储能器6内储存的惰性气体的压缩能转换为高压油驱动液压变量马达7，通过齿轮箱3助力或全力并联驱动电机1发电，实现主机的发电量智能自主调节。其流量由风力传感器通过中控室调节。
本发明的齿轮箱3与叶轮2、液压变量泵4和液压变量马达7的联接部可以安装离合器；离合由中控室控制。
本发明采用其他形式储能器或与其他形式储能器组合应用。
本发明的液压变量泵4和液压泵变量马达7可以采用液压变量泵马达两用组合机。
本发明的液压变量泵4和液压变量马达7可以是多级齿轮泵和多级齿轮马达，它们通过换向阀控制分级参与工作。
本发明的控制阀5可以是其他机能和结构的组合控制阀。
本发明可以另加一套液压变量泵马达和电动发电机，由它们适时转换电网的过剩电能为活塞储能器6内的惰性气体的压缩能，而在风能较弱和电网用电高峰时将其转换成电能回传电网。
附图说明：
附图1是本发明的一种智能调节和高发电量的风力发电机组的原理图。
具体实施方式：
本发明的具体实施方式是：当风能过强时，风力传感器通过中控室控制液压变量泵4的变量机构进入工作，同时电磁阀12得电切断安全阀11的先导油路，适配分流过剩风能泵出与其相当的高压液体，经控制阀5、管道10进入活塞式储能器6的储油筒，不断推动活塞式储能器6的活塞压缩事先储存在活塞上腔的惰性气体，将过剩风能就地分流转换为惰性气体的压缩能。在风能较弱时，风力传感器通过中控室控制使控制阀5换向，电磁阀12断电，安全阀11泄压，活塞式储能器6内储存的惰性气体的压缩能转换为高压油驱动液压变量马达7，通过齿轮箱3助力或全力并联驱动驱动电机1发电，控其流量由中控室控制，实现主机的发电量智能自主控制。

Claims (8)

1.一种智能调节和高发电量的风力发电机组，主要由发电机（1）、叶轮（2）、齿轮箱（3）、液压变量泵（4）、控制阀（5）、活塞式储能器（6）、液压变量马达（7）、风力发电机组塔筒（8）、油箱（9）、管道（10）、安全阀（11）和电磁阀（12）等组合而成；其特征在于：液压变量泵（4）、液压变量马达（7）和发电机（1）分别与齿轮箱（3）并联，与叶轮（2）联动；风能富余时由风力传感器控制液压变量泵（4）的变量机构，直接将富余风能分流转换成气体压缩能储存在活塞式储能器（6）内；风能较弱发电不足时，方向控制阀（5）换向，活塞式储能器（6）内的气体压缩能释放，转换成高压油驱动液压变量马达（7）助力或全力直接并联驱动发电机（1），弥补风力的不足；弥补量由风力传感器控制液压变量马达（7）的变量机构调节；它的作用原理是：当风能过强时，风力传感器通过中控室控制液压变量泵（4）的变量机构使其进入工作，同时电磁阀（12）得电切断安全阀（11）的先导油路，适配分流过剩风能泵出与其相当的高压液体，经控制阀（5）、管道（10）进入活塞式储能器（6）的储油筒，不断推动活塞式储能器（6）的活塞压缩事先储存在活塞上腔的惰性气体，将过剩风能就地转换为惰性气体的压缩能；在风能较弱时时，风力传感器通过中控室控制使控制阀（5）换向，电磁阀（12）断电，安全阀（11）泄压，活塞式储能器（6）内储存的惰性气体的压缩能转换为高压油驱动液压变量马达(7)，通过齿轮箱(3)助力或全力并联驱动电机(1)发电，实现主机的发电量智能自主调节;其流量由风力传感器通过中控室控制。
2.根据权利要求1所述的一种智能调节和高发电量的风力发电机组，其特征在于：齿轮箱（3）与叶轮（2）、液压变量泵（4）和液压变量马达（7）的联接部可以安装离合器，离合由中控室控制。
3.根据权利要求1所述的一种智能调节和高发电量的风力发电机组，其特征在于：活塞式储能器（6）和气囊式储能器组合应用。
4.根据权利要求1所述的一种智能调节和高发电量的风力发电机组，其特征在于：液压变量泵（4）和液压泵变量马达（7）采用液压变量泵马达两用机。
5.根据权利要求1所述的一种智能调节和高发电量的风力发电机组，其特征在于：液压变量泵（4）是多级齿轮泵；多级齿轮泵通过换向阀控制分级参与工作。
6.根据权利要求1所述的一种智能调节和高发电量的风力发电机组，其特征在于：液压变量马达（7）是多级齿轮马达，多级齿轮马达通过换向阀控制分级参与工作。
7.根据权利要求1所述的一种智能调节和高发电量的风力发电机组，其特征在于：另加一套液压变量泵马达和电动发电机，由它们适时将电的网过剩电能转换为活塞储能器（6）内的惰性气体的压缩能，而在风能较弱和电网用电高峰时将其转换成电能回传电网。
8.根据权利要求1所述的一种智能调节和高发电量的风力发电机组，其特征在于：控制阀（5）是其他机能与结构的控制阀。
CN202111072013.6A 2021-09-14 2021-09-14 一种智能调节和高发电量的风力发电机组 Pending CN113586340A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111072013.6A CN113586340A (zh) 2021-09-14 2021-09-14 一种智能调节和高发电量的风力发电机组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111072013.6A CN113586340A (zh) 2021-09-14 2021-09-14 一种智能调节和高发电量的风力发电机组

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113586340A true CN113586340A (zh) 2021-11-02

Family

ID=78241746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111072013.6A Pending CN113586340A (zh) 2021-09-14 2021-09-14 一种智能调节和高发电量的风力发电机组

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113586340A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103370218B (zh) 蓄能器辅助的流体静力学动力传动系统及其优化方法
CN104412486A (zh) 利用双作用活塞和液压致动器压缩和膨胀气体的系统和方法
CN102954050B (zh) 一种液压-气压结合的活塞式储能系统
CN104454304A (zh) 一种基于水蒸汽与空气增压的抽水蓄能发电系统及方法
CN111396288B (zh) 一种基于压力恒定的发电系统
CN103628932B (zh) 高效压缩空气储能发电系统
CN104147931B (zh) 风力压缩空气储能式海水淡化系统
CN113586340A (zh) 一种智能调节和高发电量的风力发电机组
CN201786780U (zh) 液压混合动力能量转换单元的控制油源系统
CN102493851B (zh) 整体式天然气压缩机节能技术利用装置
CN113381425A (zh) 一种分布式新能源模块组合型高效高密度储能装置
CN201574908U (zh) 智能式控制矿井乳化液泵站系统
CN115750247A (zh) 一种利用重力势能储能和发电的装置
CN213861992U (zh) 一种大功率电驱动压裂车
CN110459784B (zh) 一种燃料电池发动机用空气供给系统及方法
CN202228448U (zh) 一种液压-气压结合的活塞式储能系统
CN101929322A (zh) 新能源抽油机
CN207674578U (zh) 一种风能供暖系统
CN202833016U (zh) 一种空压机驱动系统
CN207420993U (zh) 一种液压机回程的无泵蓄能器闭式油路
CN109779819A (zh) 一种蓄能式发电系统
CN203655362U (zh) 高效压缩空气储能发电系统
CN215630245U (zh) 一种动臂势能回收装置及挖掘机
CN216714592U (zh) 一种工业循环水发电系统
CN204080806U (zh) 一种可切换双动力源打桩机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication