[发明专利]一种风力发电系统

说明书

本发明提供的一种风力发电系统，属于风力发电技术领域，包括：传动机构、发电机、压缩机、膨胀机以及储气罐；压缩机主轴通过第一离合器与第三传动轴连接，膨胀机的主轴通过第二离合器与第四传动轴连接，第一离合器与第二离合器不同时工作；第一离合器闭合时，第二离合器断开，储气罐通过压缩机储能；第二离合器闭合时，第一离合器断开，储气罐通过膨胀机释能。本发明的压缩储能模式和膨胀助力模式单独运行、不并存，避免两者模式的相互干扰而导致风能的利用率低。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电系统。

背景技术

风力发电机是一种将风能转换为电能的清洁能源发电设备，其主要是通过风力带动风机叶片转动，与叶片连接的风机主轴带动发电机转子旋转发电，电能再通过整流、逆变设备，向外输出恒频交流电。

由于风力大小的随机性和时变性，风力发电机的输出功率日间波动大，转速变化频繁，将其直接接入电网会影响电网运行的稳定性及安全性。为了解决上述问题，中国文献CN102410150B中，公开了机械耦合式压缩空气储能微型混合风力发电系统，风力机通过行星齿轮与涡轮式复合机连接；风速较大，涡轮式复合机通过压缩储能模式将多余能量储能到储气罐内；风速较小时，涡轮式复合机通过膨胀助力模式将储气罐的能量传递给风电机。

上述的风力发电系统中，当涡轮式复合机的压缩储能模式与膨胀助力模式同时运行时，在膨胀助力过程中，压缩储能将作为负载模式进行耗能，进而降低能源的利用率。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的机械耦合式风力发电系统存在能源利用率较低的缺陷，从而提供一种风力发电系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供的风力发电系统，包括：

传动机构、发电机、压缩机、膨胀机以及储气罐；

所述传动机构具有转动设置的第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴以及第四传动轴，所述第一传动轴上套设有第一齿轮，所述第二传动轴上套设有第二齿轮，所述第三传动轴上套设有第三齿轮，所述第四传动轴上套设有第四齿轮，所述第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮均啮合在所述第一齿轮的外齿上；

所述第一传动轴与风电轮毂同轴连接，所述第二传动轴与所述发电机的输入轴同轴连接，所述第三传动轴与所述压缩机的主轴同轴连接，所述第四传动轴与所述膨胀机的主轴同轴连接；

所述储气罐的储能口与所述压缩机的排气口连通，所述储气罐的释能口与所述膨胀机的进气口连通；

所述压缩机的主轴与所述第三传动轴的连接处设置有第一离合器，所述膨胀机的主轴与所述第四传动轴的连接处设置有第二离合器，控制模块控制所述第一离合器与所述第二离合器不同时工作。

进一步地，还包括设置在风电机舱的制动组件，所述制动组件具有适于限制所述第一传动轴转动的制动件，所述制动组件与控制模块信号连接。

进一步地，所述制动组件包括：

转轮，固定套设在所述第一传动轴上，所述转轮的周向上具有间隔设置的多个第一电磁铁；

第二电磁铁，连接在所述风电机舱内，适于与所述转轮的第一电磁铁进行吸附制动。

进一步地，风电机舱的顶部安装有风力传感器，所述风力传感器与所述控制模块信号连接。

进一步地，所述第一传动轴上套设有支撑轴承，所述支撑轴承通过轴承座固定在风电机舱内。

进一步地，所述储气罐的储能口以及释能口处均连通有流量调节阀，所述流量调节阀与所述控制模块信号连接。

进一步地，所述储气罐位于塔杆的底部基座内，所述压缩机/膨胀机上的气管均容纳在所述塔杆内。