[发明专利]一种中高空风能发电系统的控制方法

说明书

本发明公开了一种中高空风能发电系统的控制方法，中高空风能发电系统包括若干中高空风能转换装置，且控制上行的所述中高空风能转换装置的数量大于或等于下行的所述中高空风能转换装置的数量。与现有技术比较，本发明提供了一种中高空风能发电系统的控制方法，该控制方法操作简单，能够保证了整个发电系统一直保持一定数量的上行中高空风能转换装置，在尽量增加系统发电量的同时能够实现发电系统稳定发电。另外，本发明可根据需要很灵活地调节系统的发电量，灵活度和可控制性非常高。

技术领域

本发明涉及高空风能发电领域，具体涉及一种中高空风能发电系统的控制方法。

背景技术

风能是一种清洁的可再生能源，而高空中蕴藏的风能超过人类社会总需能源的100多倍。高空风及高空风能的特点是：风速大、平均能量密度高、地域分布广、稳定性高、常年不断。如何将高空风能充分能利用起来为人类所用是科学研究工作者一直关注的热点话题，高空风能的诸多优势也使其越来越受到世界各国的重视。

高空风能的利用是在高空中采集风能，将风能转化为机械能，最后将机械能转换为电能或其它形式的能量。现有利用高空风能进行发电的方式主要有两种：一种是将发电机悬置于高空中；另一种是将发电机设置在地面。发电机悬置于高空的发电系统，由于受制于空中系统的重量和体积不能过大等问题导致空中部分不能实现很好的控制和实现大的发电量；而将发电机设置于地面则能地解决上述问题。

目前，将发电机设置于地面的发电系统多采用的是中高空风能发电装置。现有的中高空风能发电装置包括高空风筝型发电装置和伞型风力装置。地面发电机组设置多台与发电机连接的动力卷扬机，动力卷扬机连接有高空风筝型发电装置或伞型风力装置，由高空风筝型发电装置或伞型风力装置拖动地面上的卷扬机做功发电。但是由于高空风筝型发电装置或伞型风力装置需要不断地上行和下行循环往复运动，因此对于单个高空风筝型发电装置或伞型风力装置来说，其发电过程是间歇式的，因此也称之为间歇式的中高空风能发电装置。为了使地面发电系统持续发电，现有技术是通过设置两组或偶数组与发电机串联设置的卷扬机——通过控制其中一组上行做功，另一组下行收回，但是该方案灵活度不高，对于发电设备的利用率低，难以大幅提高地面发电系统的发电量。

发明内容

为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种灵活度高、发电量大且对设备利用率高的中高空风能发电系统的控制方法。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种中高空风能发电系统的控制方法，所述中高空风能发电系统包括若干中高空风能转换装置，且控制上行的所述中高空风能转换装置的数量大于或等于下行的所述中高空风能转换装置的数量。

本发明提供了一种非常灵活的中高空风能发电系统的控制方法，可通过控制一定量的中高空风能转换装置上行，另一部分下行，即可实现地面发电系统持续发电，获得稳定的发电量。本发明所提供的方法可以实现只有一个中高空风能转换装置下行收回，而其余的中高空风能转换装置都上行做功发电，如此能够实现系统的发电量最大。

为确保风能转换系统能正常运作，本发明需要保证至少有一个中高空风能转换装置在下行收回。

作为本发明的一种优选方案，各所述中高空风能转换装置的上下行运动是不同步的。

进一步地，上行的所述中高空风能转换装置的运动速度小于或等于下行的所述中高空风能转换装置的运动速度。

进一步地，上行的所述中高空风能转换装置数量为n_上，且以相同的上行速度v_上匀速上行；下行的所述中高空风能转换装置n_下，且以相同的下行速度匀速下行，下行速度为v_下；且，k为系数。