[發明專利]小功率電磁減速限壓型風光互補發電系統

有效

• 申請號: 200710172955.5
• 申請日: 2007-12-25
• 公開（公告）號: CN101469668A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 賈大江
• 申請（專利權）人: 上海萬德風力發電股份有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;H02K49/04;H02K7/18;H02N6/00;H02J7/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及發電系統，特別是涉及一種小功率電磁減速限壓型風光互補發電系統。

背景技術

如圖1，小型風力發電機的轉速與風速成正比，風速越高轉速越快，而且風力機的輸出電壓是與風力機的轉速成正比的，轉速越快，則電壓越高。

由于常規的小型風力發電機的轉速不能及時準確的控制，造成風力發電機輸出電壓變化幅度很大，有時會遠遠超出允許的電壓范圍。而且在蓄電池發生過充電時，工作中的風力發電機也無法調整工作狀態，嚴重影響系統的可靠性和安全性。有的系統增加直流泄荷負載進行電壓控制，一方面這種消極泄放時，風力發電機仍在高速運行，影響安全性和壽命。另一方面泄荷器是一個熱源，造成了新的不安全因素。

小型風力發電機為追求價格便宜，加工方便，絕大多數功率小于500W的機型均采用被動式風輪偏側調速方式。即當風速達到預定值時，受風壓驅動，風輪迎風而開始偏離風向，風輪減速，當風速達到停機風速時，風輪旋轉到與風向平行的方向，使風輪停止轉動，達到保護目的。這種偏離風向的調速方式，調速速度慢，調速范圍不精確，且受風向變化影響大。

例如：輸出充電電壓額定值為42V(DC)，蓄電池組電壓為36V(DC)的500W的小型風力發電機的額定轉速為400r/min。

但在實際運行中，由于風速增速快于風輪偏側調速，所以在調速過程中，發電機轉速瞬時值可達到600r/min以上，甚至達到700r/min，遠高于額定轉速400r/min。

因此，造成發電機輸出電壓超出50V(DC)，瞬時可達80V(DC)。如果蓄電池脫離系統，如虛接或蓄電池失效，空載電壓一般都在80V(DC)以上，瞬時值可達到150V(DC)。

這時系統中的控制器、逆變器均會因輸入電壓超壓而損壞。

另外，當蓄電池已經充滿時，如果仍然有風速較高的風，這時發電機仍將對蓄電池充電。因為發電機只隨風速而調速，并不與蓄電池是否過充電相關聯。所以很容易發生蓄電池過充電現象，損壞蓄電池或影響其壽命。

現在為防止過充電，許多小系統增加了直流泄荷負載，由控制器根據蓄電池電壓狀態來調控泄荷器工作狀態。這種方式雖然有效果，但一方面風機仍在高速運轉，繼續充電也會影響風力發電機的壽命和安全；另一方面泄荷器是一個直流負載，是一個熱源，造成了用戶新的不安全因素，不是一個良好的作法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種小功率電磁減速限壓型風光互補發電系統。

本發明的技術方案可以通過以下技術方案實現：小功率電磁減速限壓型風光互補發電系統，包括至少一臺風力發電機、至少一個太陽能發電組件、智能控制器、蓄電池，以及與交流負載連接的逆變器，所述的風力發電機整流后與太陽能發電組件并聯，并通過智能控制器與蓄電池及逆變器連接，其特征在于，還包括電磁渦流減速器，該減速器同軸設于風力發電機的轉子的軸上，并通過一開關電路與智能控制器連接；當風力發電機轉速超速或蓄電池電壓超過限定值時，智能控制器發出指令，導通開關電路，電磁渦流減速器工作，風力發電機產生的電流回饋給磁渦流減速器，對電磁鐵勵磁，形成渦流，渦流的反力矩使風力發電機的風輪減速或停機，實現風機超速時自動減速，或蓄電池發生過充電時自動限壓，使風力機不論在何種情況下，其發電機轉速和蓄電池電壓始終不會超過設定值

所述的風力發電機上安裝有電壓傳感器及風速傳感器，上述傳感器均與智能控制器連接。

與現有技術相比，本發明在原有發電系統的基礎上增加了一套電磁渦流減速器，通過智能控制器的自動控制，實現風機超速或蓄電池發生過充電時減速或停機，使風力機不論在何種情況下，其發電機轉速和蓄電池電壓始終不會超過設定值，使其始終處于安全、可靠的工作狀態，在不增加成本的前提下，實現小型風光互補系統的技術升級。

附圖說明

圖1為現有的光伏發電系統的結構示意圖；

圖2為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。