CN206448901U - 节能型风力发电机组 - Google Patents

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朱会芳
李蕊
王中恺
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Abstract

本实用新型公开了一种节能型风力发电机组，包括：风速仪、主控系统、电磁接触器组和供电电源，所述电磁接触器组的触点类型为常开，所述主控系统与所述风速仪电连接；所述主控系统与远程集控中心通讯连接；所述供电电源用于向所述电磁接触器组和主控系统供电；所述主控系统与所述电磁接触器组电连接；电磁接触器组分闸，进入睡眠状态，所述电磁接触器组向变桨系统、偏航系统、变流器系统、液压站系统和冷却系统断电。本实用新型的风力发电机组在风场断电前，先将所有风机强制进入睡眠状态，送电后系统首先进入睡眠状态，这样可有效隔离电源对电子器件的冲击，降低设备损坏率，延长使用寿命。

Description

节能型风力发电机组
技术领域
本实用新型属于风能开发领域，具体来说涉及一种节能型风力发电机组。
背景技术
当前我国风力发电市场扩张速度很快，特别是最近10年的装机容量呈爆发式增长，有数据显示截至2015年上半年，国内累计装机容量超过12000万千瓦，保守估算风机总数超过十万台。同时我国大部分地区风力资源季节性明显，小风期连续两三个月发电总量不及风场自身损耗。由于风机待机状态下其角色由出力单元变成用户，这加重了本来就缺电地区的电网负担，导致电网稳定性下降，经常发生整个风电基地风力发电机都处于待机状态时电网发生波动。降低单台机组自身损耗具有重要意义。当前风力发电机组普遍存在一个问题就是系统带电状态下只有两种模式：运行状态和待机状态，两种模式下系统各个部件都处于工作或准备工作状态。然而在小风季节，可预见风力资源长时间低于可运行风速，很多部件的带电状态或工作状态都是不必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种节能型风力发电机组，该节能型风力发电机组增加睡眠状态，可有效降低风力发电机组的待机功耗。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种节能型风力发电机组，包括：风速仪、主控系统、电磁接触器组和供电电源，所述电磁接触器组的触点类型为常开，所述主控系统与所述风速仪电连接，用于读取所述风速仪的风速信号并根据该风速信号进入/退出睡眠状态、运行状态或待机状态；所述主控系统与远程集控中心通讯连接，用于接收进入/退出睡眠状态、运行状态或待机状态的控制信号并向所述远程集控中心反馈其所处状态的信号；所述供电电源用于向所述电磁接触器组和主控系统供电；所述主控系统与所述电磁接触器组电连接，用于发送分/合闸信号并读取该电磁接触器组的分/合闸状态的反馈信号；电磁接触器组合闸，进入运行状态或待机状态，所述电磁接触器组向变桨系统、偏航系统、变流器系统、液压站系统和冷却系统供电；电磁接触器组分闸，进入睡眠状态，所述电磁接触器组向变桨系统、偏航系统、变流器系统、液压站系统和冷却系统断电。
在上述技术方案中，还包括：蓄电池充电器、蓄电池组和太阳能电池，当所述蓄电池组充电时，所述供电电源或所述太阳能电池向所述蓄电池组供电，在所述供电电源与所述蓄电池组之间的线路上安装有所述蓄电池充电器。
在上述技术方案中，在所述蓄电池组与所述蓄电池充电器和太阳能电池之间的电路上安装有一自动切换开关。
在上述技术方案中，所述蓄电池组为机舱照明、塔筒照明和航标灯供电，且所述机舱照明、塔筒照明和航标灯均采用低压LED作为发光源。
在上述技术方案中，在所述主控系统与所述供电电源之间的线路上安装有用于延时闭合的延时继电器。
在上述技术方案中，所述自动切换开关包括：电压比较器，当所述蓄电池组的电压大于等于该蓄电池组的充满参考电压值时，自动切换开关处于悬空状态，所述蓄电池组不进行充电；当所述蓄电池组的电压小于该蓄电池组的充满参考电压、大于所述蓄电池组的过放报警电压值且小于所述太阳能电池的输出电压值时，自动切换开关进行切换以使太阳能电池向所述蓄电池组供电；当所述蓄电池组的电压小于该蓄电池组的充满参考电压值且大于等于太阳能电池的电压值时，或当所述蓄电池组的电压小于等于过放报警电压时，自动切换开关进行切换以使供电电源通过蓄电池充电器向所述蓄电池组供电。
本实用新型的节能型风力发电机组的有益效果为：本实用新型的风力发电机组提出的节能方案可有效降低风力发电机待机功耗，在大批量安装该节能型风力发电机组的地区，其节能效益尤其明显；风机(节能型风力发电机组)在无风状态由出力单元转变为用户，电网潮流反向，单机功耗的降低有助于提高地区电网的稳定性，对于地处电网互联段的风力发电场具有十分重要的意义；在风场断电前，先将所有风机强制进入睡眠状态，送电后系统首先进入睡眠状态，这样可有效隔离电源对电子器件的冲击，降低设备损坏率，延长使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的节能型风力发电机组的结构示意图。
其中，1为风速仪，2为主控系统，3为远程集控中心，4为电磁接触器组，4-1为变桨系统，4-2为偏航系统,4-3为变流器系统，4-4为液压站系统，4-5为冷却系统，5为供电电源，6为太阳能电池，7为蓄电池充电器，8为自动切换开关，9为蓄电池组，10为机舱照明，11为塔筒照明，12为航标灯，13为延时继电器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的节能型风力发电机组进行详细说明。
如附图1所示，包括：风速仪1、主控系统2、电磁接触器组4和供电电源5，电磁接触器组4的触点类型为常开，主控系统2与风速仪1电连接，用于读取风速仪1的风速信号并根据该风速信号进入/退出睡眠状态、运行状态或待机状态。主控系统2与远程集控中心3通讯连接，用于接收进入/退出睡眠状态、运行状态或待机状态的控制信号并向远程集控中心3反馈其(主控系统)所处状态的信号；供电电源5用于向电磁接触器组4和主控系统2供电；主控系统2与电磁接触器组4电连接，用于发送分/合闸信号并读取该电磁接触器组4的分/合闸状态的反馈信号；电磁接触器组4合闸，进入运行状态或待机状态，电磁接触器组4向变桨系统4-1、偏航系统4-2、变流器系统4-3、液压站系统4-4和冷却系统4-5供电；电磁接触器组4分闸，进入睡眠状态，电磁接触器组4向变桨系统4-1、偏航系统4-2、变流器系统4-3、液压站系统4-4和冷却系统4-5断电。
在本实用新型的具体实施方式中，还包括：蓄电池充电器7、蓄电池组9和太阳能电池6，蓄电池组9为机舱照明10、塔筒照明11和航标灯12供电，且机舱照明10、塔筒照明11和航标灯12均采用低压LED作为发光源。当蓄电池组9充电时，供电电源5或太阳能电池6向蓄电池组9供电，在供电电源5与蓄电池组9之间的线路上安装有所述蓄电池充电器7。
在主控系统2与供电电源5之间的线路上安装有用于延时闭合的延时继电器13。
在所述蓄电池组9与所述蓄电池充电器7和太阳能电池6之间的电路上安装有一自动切换开关8。自动切换开关8包括：电压比较器，当蓄电池组9的电压大于等于该蓄电池组9的充满参考电压值时，自动切换开关8处于悬空状态，蓄电池组9不进行充电；当蓄电池组9的电压小于该蓄电池组9的充满参考电压、大于蓄电池组9的过放报警电压值且小于太阳能电池6的输出电压值时，自动切换开关8进行切换以使太阳能电池6向蓄电池组9供电；当蓄电池组9的电压小于该蓄电池组9的充满参考电压值且大于等于太阳能电池6的电压值时，或当蓄电池组9的电压小于等于过放报警电压时，自动切换开关8进行切换以使供电电源5通过蓄电池充电器7向蓄电池组9供电。
在图1中虚线方形框架为风力发电机机舱，太阳能电池、风速仪和航标灯位于风力发电机机舱的上端，远程集控中心位于风力发电机机舱的外部，其余组件均位于风力发电机机舱内。
本实用新型的节能型风力发电机组在发电状态或者待机状态时，风速仪测试风速信号，当主控系统读取到某一段时间内(例如24小时)的风速低于一定值(例如2m/s)时,首先判断节能型风力发电机组是否处于待机状态，如处于待机状态，则主控系统使风力发电机组进入睡眠状态；或者，当远程集控中心通过天气预报等可提前预知一段时间内的风速将较低时，则可提前向主控系统发送进入睡眠状态的信号并接收主控系统已处于睡眠状态的反馈信号。
主控系统使风力发电机组进入睡眠状态时，首先向电磁接触器组发送分闸命令(发电状态和待机状态时均为合闸)并读取该电磁接触器组的分闸反馈信号，电磁接触器组停止向变桨系统、偏航系统、变流器系统、液压站系统和冷却系统供电。在进入睡眠状态后，停止液压站的压力监测，停止打压马达进行的无效工作；关闭变流器系统的电源，变流器系统由待机状态进入关机模式；关闭变桨系统的电源，桨距角保持在安全位置，变桨系统由待机状态进入关机模式；停止风向监测，关闭偏航系统逻辑，偏航机构停止动作；设备运行环境变为设备贮存环境，控制逻辑将调低系统加热器启动温度设定点，减少加热器运行次数，关闭系统过温散热保护逻辑，停止散热风扇运行。
除此之外，外部如需对本实用新型的节能型风力发电机组进行断电，整体断电前可通过远程集控中心使风机设置进入机组睡眠状态，然后断电；整体送电后，主控系统首先延时启动从无电状态切换至睡眠模式，根据当前风速(主控系统读取风速仪的风速信号)或远程集控中心的手动信号命令确定是否切出睡眠状态，这样能有效保证系统按照电工操作要求简单便捷地实现逐级断电和逐级送电，减少电子器件受电源冲击的次数。
以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种节能型风力发电机组，其特征在于，包括：风速仪(1)、主控系统(2)、电磁接触器组(4)和供电电源(5)，所述电磁接触器组(4)的触点类型为常开，所述主控系统(2)与所述风速仪(1)电连接，用于读取所述风速仪(1)的风速信号并根据该风速信号进入/退出睡眠状态、运行状态或待机状态；所述主控系统(2)与远程集控中心(3)通讯连接，用于接收进入/退出睡眠状态、运行状态或待机状态的控制信号并向所述远程集控中心(3)反馈其所处状态的信号；所述供电电源(5)用于向所述电磁接触器组(4)和主控系统(2)供电；所述主控系统(2)与所述电磁接触器组(4)电连接，用于发送分/合闸信号并读取该电磁接触器组(4)的分/合闸状态的反馈信号；电磁接触器组(4)合闸，进入运行状态或待机状态，所述电磁接触器组(4)向变桨系统(4-1)、偏航系统(4-2)、变流器系统(4-3)、液压站系统(4-4)和冷却系统(4-5)供电；电磁接触器组(4)分闸，进入睡眠状态，所述电磁接触器组(4)向变桨系统(4-1)、偏航系统(4-2)、变流器系统(4-3)、液压站系统(4-4)和冷却系统(4-5)断电。
2.根据权利要求1所述的节能型风力发电机组，其特征在于，还包括：蓄电池充电器(7)、蓄电池组(9)和太阳能电池(6)，当所述蓄电池组(9)充电时，所述供电电源(5)或所述太阳能电池(6)向所述蓄电池组(9)供电，在所述供电电源(5)与所述蓄电池组(9)之间的线路上安装有所述蓄电池充电器(7)。
3.根据权利要求2所述的节能型风力发电机组，其特征在于，在所述蓄电池组(9)与所述蓄电池充电器(7)和太阳能电池(6)之间的电路上安装有一自动切换开关(8)。
4.根据权利要求3所述的节能型风力发电机组，其特征在于，所述蓄电池组(9)为机舱照明(10)、塔筒照明(11)和航标灯(12)供电，且所述机舱照明(10)、塔筒照明(11)和航标灯(12)均采用低压LED作为发光源。
5.根据权利要求4所述的节能型风力发电机组，其特征在于，在所述主控系统(2)与所述供电电源(5)之间的线路上安装有用于延时闭合的延时继电器(13)。
6.根据权利要求5所述的节能型风力发电机组，其特征在于，所述自动切换开关(8)包括：电压比较器，当所述蓄电池组(9)的电压大于等于该蓄电池组(9)的充满参考电压值时，自动切换开关(8)处于悬空状态，所述蓄电池组(9)不进行充电；当所述蓄电池组(9)的电压小于该蓄电池组(9)的充满参考电压、大于所述蓄电池组(9)的过放报警电压值且小于所述太阳能电池(6)的输出电压值时，自动切换开关(8)进行切换以使太阳能电池(6)向所述蓄电池组(9)供电；当所述蓄电池组(9)的电压小于该蓄电池组(9)的充满参考电压值且大于等于太阳能电池(6)的电压值时，或当所述蓄电池组(9)的电压小于等于过放报警电压时，自动切换开关(8)进行切换以使供电电源(5)通过蓄电池充电器(7)向所述蓄电池组(9)供电。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110230874A (zh) * 2018-03-06 2019-09-13 奚正文 一种自动加热热水器

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