一种风力发电能量传动系统的制作方法

1.本实用新型涉及风能发电领域，更具体地说，涉及一种风力发电能量传动系统。


背景技术：

2.目前，风力发电系统中动力传输技术多采用一对一驱动，但此技术设备利用率不高、成本较高、发电功率起伏较大。
3.而且，现有的风力发电系统均采用风叶式发电形式，风能带动风机的叶片转动，叶片转动通过传动轴再带动发电机转动发电，如图1所示。风机的叶片一般多安装在地面上，以收集海拔500米以下的风能发电。但是由于技术难度问题，海拔500米以上的高空风能发电尚未有成熟的应用。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种风力发电能量传动系统，以填补现有技术的空缺，能够利用海拔500米至4000米的高空风能发电。
5.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种风力发电能量传动系统，包括：
7.卷扬发电机组，设有多套，用以实现正向驱动发电、反向负载用电；
8.变频整流系统，通过电缆与所述卷扬发电机组电连接，并将所述卷扬发电机组的发电进行整流逆变；
9.电网，通过电缆与所述变频整流系统电连接，用以接收所述变频整流系统整流逆变后的电。
10.较佳的，所述卷扬发电机组设有六套。
11.较佳的，每套所述卷扬发电机组均包括容绳绞车、张紧装置、卷扬机、电机和空中伞体；
12.所述容绳绞车上的缆绳依次穿入所述张紧装置、所述卷扬机与所述空中伞体相连；
13.所述卷扬机驱动所述电机；
14.所述空中伞体位于海拔500米至4000米的高空。
15.较佳的，所述缆绳采用纤维缆绳。
16.本实用新型所提供的一种风力发电能量传动系统，采用空中伞体替代传统的风机叶片，空中伞体在500米以上的高空，通过缆绳连接地面发电设备，是一种多动力传输汇聚传动系统，安装在卷扬机上的电机既是发电机又是电动机，具备发电和驱动的功能，可以根据风能收集装置的需要，通过多台卷扬机协调作业，相互补偿发电和用电功率，从而实现总体发电功率的平稳输出，系统功能强大。
附图说明
17.图1是现有风力发电系统的原理示意图；
18.图2是本实用新型风力发电能量传动系统的框架结构示意图；
19.图3是图2中第一套卷扬发电机组的框架结构示意图；
20.图4本实用新型风力发电能量传动系统的原理示意图；
21.图5是本实用新型风力发电能量传动系统采用三套卷扬发电机组正向放缆驱动发电，三套卷扬发电机组反向收缆耗电的发电功率时序示意图。
具体实施方式
22.为了能更好地理解本实用新型的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
23.结合图2和图3所示，本实用新型所提供的一种风力发电能量传动系统，包括：
24.六套卷扬发电机组1、2、3、4、5、6，用以实现正向驱动发电、反向负载用电；
25.变频整流系统7，通过电缆8与六套卷扬发电机组1、2、3、4、5、6形成电连接，并将六套卷扬发电机组1、2、3、4、5、6的发电进行整流逆变；
26.电网9，通过电缆与变频整流系统7形成电连接，用以接收变频整流系统7整流逆变后的交流电。
27.第一套卷扬发电机组1包括第一容绳绞车11、第一张紧装置12、第一卷扬机13、第一电机14和第一空中伞体15，第一容绳绞车11上的缆绳10依次穿入第一张紧装置12、第一卷扬机13与第一空中伞体15相连，第一空中伞体15位于海拔500米以上的高空，第一卷扬机13驱动第一电机14。
28.第二套卷扬发电机组2至第六套卷扬发电机组6的布置与第一套卷扬发电机组1相同：
29.第二套卷扬发电机组2包括第二容绳绞车21、第二张紧装置22、第二卷扬机23、第二电机24和第二空中伞体25，第二容绳绞车21上的缆绳10依次穿入第二张紧装置22、第二卷扬机23与第二空中伞体25相连，第二空中伞体25位于海拔500米以上的高空，第二卷扬机23驱动第二电机24。
30.第三套卷扬发电机组3包括第三容绳绞车31、第三张紧装置32、第三卷扬机33、第三电机34和第三空中伞体35，第三容绳绞车31上的缆绳10依次穿入第三张紧装置32、第三卷扬机33与第三空中伞体35相连，第三空中伞体35位于海拔500米以上的高空，第三卷扬机33驱动第三电机34。
31.第四套卷扬发电机组4包括第四容绳绞车41、第四张紧装置42、第四卷扬机43、第四电机44和第四空中伞体45，第四容绳绞车41上的缆绳10依次穿入第四张紧装置42、第四卷扬机43与第四空中伞体45相连，第四空中伞体45位于海拔500米以上的高空，第四卷扬机43驱动第四电机44。
32.第五套卷扬发电机组5包括第五容绳绞车51、第五张紧装置52、第五卷扬机53、第五电机54和第五空中伞体55，第五容绳绞车51上的缆绳10依次穿入第五张紧装置52、第五卷扬机53与第五空中伞体55相连，第五空中伞体55位于海拔500米以上的高空，第五卷扬机53驱动第五电机54。
33.第六套卷扬发电机组6包括第六容绳绞车61、第六张紧装置62、第六卷扬机63、第六电机64和第六空中伞体65，第六容绳绞车61上的缆绳10依次穿入第六张紧装置62、第六卷扬机63与第六空中伞体65相连，第六空中伞体65位于海拔500米以上的高空，第六卷扬机63驱动第六电机64。
34.缆绳10采用纤维缆绳。
35.以第一套卷扬发电机组1为例，利用海拔500米以上高空的第一空中伞体15带动做功伞梯，通过缆绳10拖动第一卷扬机13运转，用于驱动第一电机14的转子正转发电；当第一空中伞体15到达海拔4000米以上高空后关闭伞梯(伞梯关闭后，回收拉力小于放绳拉力的1/5，最大回收速度约为放绳速度的2倍以上)，利用第一电机14的转子反转完成伞梯回收，到达500米以下的低空后再次放伞，往复循环。
36.本实用新型基于的风力发电能量传动系统的使用方法，六套卷扬发电机组接入变频整流系统，变频整流系统接入电网，可以通过电机正反转实现正向驱动发电、反向负载用电功能。六台卷扬机既可以联动同时工作，又可以实现单台独立运行，可以实现任意驱动发电和负载用电工况组合，从而实现风力发电伞的放出和回收循环。六种工况如下：
37.六套卷扬发电机组正向放缆驱动发电；或
38.五套卷扬发电机组正向放缆驱动发电，一套卷扬发电机组反向收缆耗电；或
39.四套卷扬发电机组正向放缆驱动发电，两套卷扬发电机组反向收缆耗电；或
40.三套卷扬发电机组正向放缆驱动发电，三套卷扬发电机组反向收缆耗电；或
41.两套卷扬发电机组正向放缆驱动发电，四套卷扬发电机组反向收缆耗电；或
42.一套卷扬发电机组正向放缆驱动发电，五套卷扬发电机组反向收缆耗电。
43.卷扬发电机组正向放缆驱动发电具体包括：
44.容绳绞车放出缆绳使空中伞体上升至海拔500米以上的高空，空中伞体通过缆绳拖动卷扬机运转以驱动电机的转子正转发电。
45.卷扬发电机组反向收缆耗电具体包括：
46.空中伞体升至海拔4000米以上的高空后闭合，通过卷扬机驱动电机的转子反转完成空中伞体的回收，当空中伞体降至500米以下的低空后再次打开执行卷扬发电机组正向放缆驱动发电，往复循环。
47.联动工作时，通过控制六台卷扬机的协调作业，可以实现发电功率的平稳输出，如图4所示。
48.每台卷扬机上通过缆绳连接空中伞体，伞体张开工作时，连接伞体的缆绳拉动对应的卷扬机作为动力单元驱动系统运转做功；伞体闭合时，对应的卷扬机电机切换到反向驱动模式，作为系统的负载工作，从而实现伞体的回收工作。通过控制卷扬机的正反向工作模式，可以根据实际需求实现不同收放功能。
49.实施例
50.本实施例以四套卷扬发电机组正向放缆驱动发电，两套卷扬发电机组反向收缆耗电为例，将第一套卷扬发电机组1和第二套卷扬发电机组2、第三套卷扬发电机组3和第四套卷扬发电机组4、第五套卷扬发电机组5和第六套卷扬发电机组6分三组，一个循环过程中，三组分阶段完成放绳发电和耗电回收动作，第一套卷扬发电机组1和第二套卷扬发电机组2、第三套卷扬发电机组3和第四套卷扬发电机组4正常速度放绳发电时，第五套卷扬发电机
组5和第六套卷扬发电机组6以负载的形式耗电快速收绳；第五套卷扬发电机组5和第六套卷扬发电机组6、第一套卷扬发电机组1和第二套卷扬发电机组2正常速度放绳发电时，第三套卷扬发电机组3和第四套卷扬发电机组4以负载的形式耗电快速收绳；第三套卷扬发电机组3和第四套卷扬发电机组4、第五套卷扬发电机组5和第六套卷扬发电机组6正常速度放绳发电时，第一套卷扬发电机组1和第二套卷扬发电机组2以负载的形式耗电快速收绳。通过协调配合动作，整套系统是一个可连续运转的整体，在风能条件允许的情况下，可以连续不间断工作发电，实现发电功率平稳输出。
51.本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。