CN119593957A - 一种智能微电网风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能微电网风力发电机组，包括发电机组壳体以及设置于发电机组壳体内的甲醇增程器、磷酸铁锂电池、多合一风机电控主机、驱动电机、减速机、垂直齿轮箱以及半直驱中速永磁风力发电机；甲醇增程器、磷酸铁锂电池、驱动电机与多合一风机电控主机连接受多合一风机电控主机控制，驱动电机与减速机传动连接，减速机通过风电传动主轴与垂直齿轮箱传动连接，垂直齿轮箱与半直驱中速永磁风力发电机传动连接，半直驱中速永磁风力发电机与风电机组主控系统连接；本发明使用高效的甲醇增程器、磷酸铁锂电池、多合一的电控、驱动电机、减速器、垂直齿轮箱、半直驱中速永磁风力发电机等组成高压构架，能够达到大扭矩、低速比、大功率的性能。

Description

一种智能微电网风力发电机组

技术领域

本发明涉及发电技术领域，具体是指一种智能微电网风力发电机组。

背景技术

全球现有风电风机是一种将风能转换为电能的设备，广泛应用于可再生能源领域，根据设计、结构和应用场景的不同，有以下主要分类方式和相应的风电、风机类型：

1、按叶片数量分类：

(1)单叶片风电风机：这种风力发电机只有一个叶片，通常用于小型或实验性质的项目。

(2)双叶片风电风机：这是最常见的类型，广泛应用于商业和住宅项目。

(3)三叶片风电风机：这种设计可以提供更好的平衡和较低的噪音水平，但成本高。

2、按风电风机的旋转轴方向分类：

(1)水平轴风力发电机(HAWT)：这是最常见的类型，其旋转轴与地面平行，大多数商业风力发电机都属于这一类。

(2)垂直轴风电风机(VAWT)：这种风电风机的旋转轴垂直于地面，适合于城市环境或空间受限的地区。

3、按风电风机的规模分类：

(1)小型风力发电机：通常用于住宅或小型商业项目，功率范围从几百瓦到几千瓦不等。

(2)中型风力发电机：适用于中等规模的项目，如农场或小型社区，功率范围从几千瓦到几百千瓦。

(3)大型风力发电机：用于大型商业项目，如风力发电厂，功率范围从几百千瓦到几十兆瓦。

4、按风电风机的安装方式分类：

(1)地面安装风力发电机：这是最常见的安装方式，风力发电机直接安装在地面上。

(2)塔式安装风力发电机：风力发电机安装在高塔上，以获得更好的风速和更高的发电效率。

(3)浮式风力发电机：这种风力发电机安装在海上，适用于深水区域，可以利用更稳定的风资源。

5、按风电风机的控制技术分类：

(1)固定速度风力发电机：这种风力发电机的转速是固定的，适用于简单的应用场景。

(2)变速风力发电机：这种风力发电机可以根据风速的变化调整转速，以提高发电效率和减少磨损。

6、按风电风机的并网方式分类：

(1)独立运行风力发电机：这种风力发电机不与电网连接，通常用于遍远地区或作为备用电源。

(2)并网风力发电机：这种风力发电机与电网连接，可以将产生的电能输送到电网中。

(3)风电风机的设计和选择取决于多种因素，包括地理位置、风速、空间限制、成本和环境影响。

以上不同的风力风机共同的特点必须具备一定的风速，才能产生风能，具有占用陆地/海域面积大、运输不便、审批流程周期长、基地建设成本高、功能简单、维护成本及安装成本高、受自然环境的影响大，风能的收益不高等缺点，因此，设计一种能解决上述问题的风力发电机组是相关领域内技术人员急需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种智能微电网风力发电机组，包括发电机组壳体以及设置于发电机组壳体内的甲醇增程器、磷酸铁锂电池、多合一风机电控主机、驱动电机、减速机、垂直齿轮箱以及半直驱中速永磁风力发电机；所述甲醇增程器、磷酸铁锂电池、驱动电机与多合一风机电控主机连接受多合一风机电控主机控制，所述驱动电机与减速机传动连接，所述减速机通过风电传动主轴与垂直齿轮箱传动连接，所述垂直齿轮箱与半直驱中速永磁风力发电机传动连接，所述半直驱中速永磁风力发电机与风电机组主控系统连接，所述风电机组主控系统通过变流器、变压器将电力输送至智能微电网控制系统，由智能微电网控制系统输送至用户端，所述变压器通过风电电源为多合一风机电控主机供电。

优选地，所述发电机组壳体由下至上分为一层构架、二层构架以及三层构架，所述甲醇增程器、磷酸铁锂电池、多合一风机电控主机以及变压器、智能微电网控制系统设置于一层构架内，所述甲醇增程器、磷酸铁锂电池、多合一风机电控主机的数量为一组或多组。

优选地，所述二层构架中心设置齿轮箱安装支架，所述垂直齿轮箱设置于齿轮箱安装支架内，所述齿轮箱安装支架四周设置有可绕齿轮箱安装支架转动的转盘内齿风电机底座，所述转盘内齿风电机底座外沿与二层构架的接触处设置减速机，所述垂直齿轮箱顶部输入端连接风电传动主轴，所述垂直齿轮箱输出端连接半直驱中速永磁风力发电机。

优选地，所述减速机输入端与驱动电机连接，所述减速机另一端的外壳上通过四点接触球式底座轴承一与二层构架转动连接。

优选地，所述风电传动主轴底部通过四点接触球式底座轴承二与齿轮箱安装支架连接。

优选地，所述转盘内齿风电机底座上还设置变流器及风电机组主控系统。

优选地，所述风电传动主轴伸入三层构架内并连接半直驱中速永磁风力发电机。

优选地，所述风电机组主控系统包括监控系统、主控系统、智能高压三电机风机电控系统以及变频系统。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明使用智能高效的甲醇增程器、磷酸铁锂电池、多合一的电控、驱动电机、减速器、四点接触球转盘内齿风电轴承、传动主轴、垂直齿轮箱、半直驱中速永磁风力发电机、风电机组主控系统，组成高压构架，能够达到大扭矩、低速比、大功率的性能。

附图说明

图1是本发明一种智能微电网风力发电机组的框架图。

图2是本发明一种智能微电网风力发电机组中一层构架的示意图。

图3是本发明一种智能微电网风力发电机组中一层构架1-1的截面示意图。

图4是本发明一种智能微电网风力发电机组中一层构架2-2的截面示意图。

图5是本发明一种智能微电网风力发电机组中二层构架的结构示意图。

图6是本发明一种智能微电网风力发电机组中二层构架3-3的截面示意图。

图7是本发明一种智能微电网风力发电机组中二层构架4-4的截面示意图。

图8是本发明一种智能微电网风力发电机组中四点接触球式底座轴承一、四点接触球式底座轴承二的安装示意图。

图9是本发明一种智能微电网风力发电机组中三层构架的示意图。

图10是本发明一种智能微电网风力发电机组中半直驱中速永磁风力发电机的外部示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

一种智能微电网风力发电机组，包括发电机组壳体1以及设置于发电机组壳体1内的甲醇增程器2、磷酸铁锂电池3、多合一风机电控主机4、驱动电机5、减速机6、垂直齿轮箱7以及半直驱中速永磁风力发电机8；

所述甲醇增程器2、磷酸铁锂电池3、驱动电机5与多合一风机电控主机4连接受多合一风机电控主机4控制，所述驱动电机5与减速机6传动连接，所述减速机6通过风电传动主轴9与垂直齿轮箱7传动连接，所述垂直齿轮箱7与半直驱中速永磁风力发电机8传动连接，所述半直驱中速永磁风力发电机8与风电机组主控系统10连接，所述风电机组主控系统10通过变流器11、变压器12将电力输送至智能微电网控制系统13，由智能微电网控制系统13输送至用户端14，所述变压器12通过风电电源15为多合一风机电控主机4供电；其中，所述风电机组主控系统10包括监控系统、主控系统、智能高压三电机风机电控系统以及变频系统。

所述发电机组壳体1由下至上分为一层构架101、二层构架102以及三层构架103，所述甲醇增程器2、磷酸铁锂电池3、多合一风机电控主机4以及变压器12、智能微电网控制系统13设置于一层构架101内，所述甲醇增程器2、磷酸铁锂电池3、多合一风机电控主机4的数量为一组或多组。

所述二层构架102中心设置齿轮箱安装支架104，所述垂直齿轮箱7设置于齿轮箱安装支架104内，所述齿轮箱安装支架104四周设置有可绕齿轮箱安装支架104转动的转盘内齿风电机底座105，所述转盘内齿风电机底座105外沿与二层构架102的接触处设置减速机6，所述垂直齿轮箱7顶部输入端连接风电传动主轴9，所述垂直齿轮箱7输出端连接半直驱中速永磁风力发电机8；所述减速机6输入端与驱动电机5连接，所述减速机6另一端的外壳上通过四点接触球式底座轴承一16与二层构架102转动连接；所述风电传动主轴9底部通过四点接触球式底座轴承二17与齿轮箱安装支架104连接；所述转盘内齿风电机底座105上还设置变压器12及风电机组主控系统10。

所述风电传动主轴9伸入三层构架103内并连接半直驱中速永磁风力发电机8。

本发明使用智能高效的甲醇增程器、磷酸铁锂电池3、多合一风机电控主机4、驱动电机、减速器、四点接触球转盘内齿风电轴承、风电传动主轴9、垂直齿轮箱7、半直驱中速永磁风力发电机8、风电机组主控系统10，组成高压构架；能够达到大扭矩、低速比、大功率的性能。

其中，驱动电机为300KW-360KW的驱动电机；减速机为10.32-13.9速比的减速机；四点接触球转盘内齿风电底座轴承选择Φ4m、Φ18m的四点接触球转盘内齿风电底座轴承；风电传动主轴选择Φ18m高11.6m的风电传动主轴；垂直齿轮箱选择3兆瓦-38兆瓦的垂直齿轮箱；

实现智能风力发电整机组关键是高端轴承钢的产能，每个智能风力发电底座轴承需要大约120吨，每条生产线(1000套)用钢量12万吨；本发明引进国内高端(轴承钢)特钢企业，用合伙制的模式生产特种钢；厂房、设备投资绿电及生产所需的原材料由博禾风电集团供应，特钢企业负责生产合格的高端轴承钢，按企业现有的利润(固定利润)作为收益。

本发明中甲醇增程器引进吉利集团产品；磷酸铁锂电池引进宁德时代产品；多合一的电控引进华为、比亚迪、汇川技术开发；开发伺服驱动电机；开发300KW-360KW速比10.32-13.9的减速机；Φ18m、Φ4m的风力发电轴承引进洛阳轴承、新联强股份；垂直齿轮箱引进南高齿、重齿；传动主轴引进金雷、通裕；25兆瓦、26兆瓦半直驱中速永磁风力发电机引进东方电气、湘电集团、中车机电；风电机组主控系统引进金风科技、中车机电研究所、东方电气集团、阳光电源；智能风力发电微电网引进许继集团、ABB、GE、清华大学、天津大学；通过全产业链从高端轴承钢到风力发电整机安装、调试、运营、维护全生命周期，为全球客户提供清洁能源。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能微电网风力发电机组，其特征在于，包括发电机组壳体以及设置于发电机组壳体内的甲醇增程器、磷酸铁锂电池、多合一风机电控主机、驱动电机、减速机、垂直齿轮箱以及半直驱中速永磁风力发电机；所述甲醇增程器、磷酸铁锂电池、驱动电机与多合一风机电控主机连接受多合一风机电控主机控制，所述驱动电机与减速机传动连接，所述减速机通过风电传动主轴与垂直齿轮箱传动连接，所述垂直齿轮箱与半直驱中速永磁风力发电机传动连接，所述半直驱中速永磁风力发电机与风电机组主控系统连接，所述风电机组主控系统通过变流器、变压器将电力输送至智能微电网控制系统，由智能微电网控制系统输送至用户端，所述变压器通过风电电源为多合一风机电控主机供电。

2.根据权利要求1所述的一种智能微电网风力发电机组，其特征在于，所述发电机组壳体由下至上分为一层构架、二层构架以及三层构架，所述甲醇增程器、磷酸铁锂电池、多合一风机电控主机以及变压器、智能微电网控制系统设置于一层构架内，所述甲醇增程器、磷酸铁锂电池、多合一风机电控主机的数量为一组或多组。

3.根据权利要求1所述的一种智能微电网风力发电机组，其特征在于，所述二层构架中心设置齿轮箱安装支架，所述垂直齿轮箱设置于齿轮箱安装支架内，所述齿轮箱安装支架四周设置有可绕齿轮箱安装支架转动的转盘内齿风电机底座，所述转盘内齿风电机底座外沿与二层构架的接触处设置减速机，所述垂直齿轮箱顶部输入端连接风电传动主轴，所述垂直齿轮箱输出端连接半直驱中速永磁风力发电机。

4.根据权利要求1所述的一种智能微电网风力发电机组，其特征在于，所述减速机输入端与驱动电机连接，所述减速机另一端的外壳上通过四点接触球式底座轴承一与二层构架转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能微电网风力发电机组，其特征在于，所述风电传动主轴底部通过四点接触球式底座轴承二与齿轮箱安装支架连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能微电网风力发电机组，其特征在于，所述转盘内齿风电机底座上还设置变流器及风电机组主控系统。

7.根据权利要求1所述的一种智能微电网风力发电机组，其特征在于，所述风电传动主轴伸入三层构架内并连接风电机叶片。

8.根据权利要求1所述的一种智能微电网风力发电机组，其特征在于，所述风电机组主控系统包括监控系统、主控系统、智能高压三电机风机电控系统以及变频系统。