CN218816748U - 一种海上双叶轮风力发电机组 - Google Patents

Abstract

一种海上双叶轮风力发电机组，包括基座、塔架、机舱、叶轮、增速机、发电机、风电变流器、变压器，还包括第二风力发电装置，所述第二风力发电装置安装在所述机舱上，所述机舱和塔架连接处设置有偏航系统，所述第二风力发电装置的电量输出端与所述变压器的电量输入端连接；本实用新型通过设置偏航系统方便在风能转换时进行机舱方向的调整，进而调整两个风能转换设备的受风方向。使其受风效果最好，提供风能的转换利用，同时利用两个不同的发电装置增大风能转换的风级跨度，提高风能的利用率。

Description

一种海上双叶轮风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电技术领域，尤其涉及一种海上双叶轮风力发电机组。

背景技术

随着社会的不断发展，能源的使用量越来越大，需求量也随之越来越大，与能源过度使用伴随的还有日益严重的环境和气候问题，为了确保能源的供应充足和环境的友好发展，人们开始不断挖掘使用可再生能源，而风力发电作为一种清洁的能源再生方式，资源丰富且对环境友好，受到了很多国家和地区的一直推崇。

风力发电是一种利用风力发电机组将风能转换为电能的方式，风力发电机组是利用叶轮带动叶片的旋转，再透过增速机将旋转的速度提升来促使发电机发电。

现有技术中，用于海上的风力发电机组一般是将风力发电机组通过塔架和基座安装在海面上，常见的海上风力发电机组通常包括基座、塔架、叶轮、主轴、增速机、发电机、风电变流器、变压器以及电网。

塔架通过基座竖直状利于海面之上，叶轮、增速机、发电机、风电变流器安装在机舱上，变压器设于塔架上，主轴的一端与叶轮的轮毂连接，主轴的另一端与增速机的输入端连接，增速机的动力输出端与发电机的动力输入端连接，发电机的电量输出端与风电变流器的电量输入端连接，风电变流器的电量输出端与变压器的电量输入端连接，变压器的电量输出端与电网连接。

现有技术中，风力发电机组以单叶轮式为主，而在海上，为了提高海上风力发电机组的单机发电容量，通常采用较大的型号的发电机组，较大型号的发电机组本身的建造成本和使用成本均比较高，为了降低使用成本，提高电能转换，授权公开号为CN102486160A的发明公开了一种海上风力发电机组，包括基础、塔筒、风机叶轮、发电机、风机变流器、变压器，还包括第二风力发电装置，该第二风力发电装置固定于所述基础上，且该第二风力发电装置的电量输出端与所述变压器的电量输入端连接。这种结构的海上风力发电机组不需采用较大型号的风力发电机组即可具备较大的发电容量，风力发电机组的吊装较容易，无需起重量较大的起吊设备，安装成本较低；无需增加基础及塔筒的尺寸和强度，可降低海上风力发电机组的成本。该实用新型通过设置第二风力发电装置增加了电能的转换，通过多转换能量挽回了前期的投入成本，但在实际使用过程中，该发明对于安装位置的要求较高，安装使用时，海上海下同时工作，发明整体的稳定不好保证。为此，若能提高海上电能转换的效率，就能很好解决这个问题。而对于较大型号的发电机组通常配备较大的叶轮，较大的叶轮催动对于风力的要求较大，只有较大的风力才能很好地催动较大的叶轮发电，然在海上的风力时大时小，且多数时候风力较小，这种风力发电机组的设置会错失很多风力的收集，降低了风能的利用率，也降低了电能的转换量，若能同时搜集较大风力和较小风力产生的风能，风力机组的风能利用率将会显著提高，电能转换量也会增多。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种风能利用率更高的双叶轮风力发电机机组。

本实用新型的技术解决方案是：

一种海上双叶轮风力发电机组，包括基座、塔架、机舱、叶轮、增速机、发电机、风电变流器、变压器，还包括第二风力发电装置，所述第二风力发电装置安装在所述机舱上，所述机舱和塔架连接处设置有偏航系统，所述第二风力发电装置的电量输出端与所述变压器的电量输入端连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过设置偏航系统方便在风能转换时进行机舱方向的调整，进而调整两个风能转换设备的受风方向。使其受风效果最好，提供风能的转换利用，同时利用两个不同的发电装置增大风能转换的风级跨度，提高风能的利用率。

进一步的，所述第二风力发电装置包括第二叶轮、第二增速机、第二发电机和第二风电变流器，所述第二叶轮的动力输出端与所述第二增速机的动力输入端连接，所述第二增速机的动力输出端与所述第二发电机的动力输入端连接，所述第二发电机的电量输出端与所述第二风电变流器的电量输入端连接，所述第二风电变流器的电量输出端与所述变压器的电量输入端连接。

本实用新型通过第二叶轮收集风能，通过第二增速机调速，然后经过第二发电机发电，再通过第二风电变流器就行变流，最后将电能输入到变压器进行变压。经过这一系列的配合，机械能被转化为可储存的电能。

进一步的，所述叶轮和第二叶轮上均设有变桨机构。

本实用新型所述变桨机构可以根据风速调节叶轮角度，使叶轮始终迎风转动，增大了叶轮对风能的转换效率。

进一步的，所述第二叶轮的外径小于叶轮的外径。

本实用新型中两种不同尺寸的叶轮设计，可增大叶轮收集风能的范围，对于不同强度的风都可收集，增大了风力发电机组对风能的转化能力。

进一步的，所述发电机和第二发电机可为永磁同步发电机、双馈异步发电机或励磁发电机。

本实用新型中发电机类型可多选，使本实用新型的应用范围更广。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型图1的机舱部分的结构示意图；

其中：1.基座、2.塔架、3.机舱、4.叶轮、5.发电机、6.风电变流器、7.变压器、8.偏航系统、9.增速机、11.第二叶轮、12.第二增速机、13.第二发电机、14.第二风电变流器。

具体实施方式

参看图1、2，一种海上双叶轮风力发电机组，包括基座1、塔架2、机舱3、叶轮4、增速机9、发电机5、风电变流器6、变压器7，所述叶轮4的动力输出端与所述增速机9的动力输入端连接，所述增速机9的动力输出端与发电机5的动力输入端连接，所述发电机5的电量输出端与风电变流器6的电量输入端连接，所述风电变流器6的电量输出端与变压器7的电量输入端连接，所述变压器7的电量输出端与电网连接；还包括第二风力发电装置，所述第二风力发电装置采用螺栓安装在所述机舱3上，所述机舱3和塔架2连接处安装有偏航系统8，所述第二风力发电装置的电量输出端与所述变压器7的电量输入端连接。所述第二风力发电装置包括第二叶轮11、第二增速机12、第二发电机13和第二风电变流器14，所述第二叶轮11的动力输出端与所述第二增速机12的动力输入端连接，所述第二增速机12的动力输出端与所述第二发电机13的动力输入端连接，所述第二发电机13的电量输出端与所述第二风电变流器14的电量输入端连接，所述第二风电变流器14的电量输出端与所述变压器7的电量输入端连接，所述第二叶轮11上安装有变桨机构，所述第二叶轮11的外径小于叶轮4的外径。所述发电机5和第二发电机13可为永磁同步发电机、双馈异步发电机或励磁发电机。

使用本实用新型时，可控制偏航系统8转动顶部机舱3，使风机尽可能迎着风向，当海上风力很大时，通过偏航系统8可控制所述叶轮4迎着风向，当海上风力很小时，可通过偏航系统8控制第二叶轮11迎着风向，根据风力大小调整本实用新型的迎风方向，使本实用新型尽可能多的捕捉风能，提高发电效率。当风力小范围变化时，叶轮4或第二叶轮11上的变桨机构均可根据风力调整叶片角度，当风力较小时，三个叶面会同时往前转，提高叶片与风的接触面，保持风机转速，当风力过大，叶片则会向后转动，减少与风的接触面，降低叶片升力，使风机降速乃至停机，避免因转速过快而出现故障。叶轮4捕捉到的风能通过增速机9的速度调整与保持，保证风机转速，恒定的风机转速带动发电机5发电，发电机5发的电通过风电变流器6的变流输入变压器7，再由变压器7调整电压后输入到电网中；第二叶轮11捕捉到的风能通过第二增速机12的速度调整与保持，保证风机转速，恒定的风机转速带动第二发电机13发电，第二发电机13发的电通过第二风电变流器14的变流也输入变压器7，再由变压器7调整电压后最终输入到电网中。

本实施例中所述各组件的连接方式、安装方式以及其操作方式均为现有技术。

Claims (2)

1.一种海上双叶轮风力发电机组，包括基座、塔架、机舱、叶轮、增速机、发电机、风电变流器、变压器，其特征在于，还包括第二风力发电装置，所述第二风力发电装置安装在所述机舱上，所述机舱和塔架连接处设置有偏航系统，所述第二风力发电装置的电量输出端与所述变压器的电量输入端连接，所述第二风力发电装置包括第二叶轮、第二增速机、第二发电机和第二风电变流器，所述第二叶轮的动力输出端与所述第二增速机的动力输入端连接，所述第二增速机的动力输出端与所述第二发电机的动力输入端连接，所述第二发电机的电量输出端与所述第二风电变流器的电量输入端连接，所述第二风电变流器的电量输出端与所述变压器的电量输入端连接，所述叶轮和第二叶轮上均设有变桨机构，所述第二叶轮的外径小于叶轮的外径。

2.根据权利要求1所述的一种海上双叶轮风力发电机组，其特征在于，所述发电机和第二发电机可为永磁同步发电机、双馈异步发电机或励磁发电机。

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