[發明專利]具有不同功能的互通的能量存儲器

有效

• 申請號: 201010248998.9
• 申請日: 2010-07-29
• 公開（公告）號: CN101988477A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: J·J·涅斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D9/02
• 分類號: F03D9/02;F03D7/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周心志;譚祐祥

技術領域

本發明大體而言涉及風力渦輪機和風力發電場系統中的能量存儲系統，且更具體而言涉及尤其是在必須向風力渦輪機提供備用電源(alternate?power)的運行狀態期間為使風力渦輪機運行而進行互通的能量存儲系統。?

背景技術

風力渦輪機被視為環境友好且相對成本低廉的替代能源，其利用風能來產生電力。風力渦輪機發電機一般包括具有多個葉片的風力轉子，這多個葉片將風能轉換為驅動軸的轉動運動，轉動運動又被用來驅動發電機的轉子以產生電力。現代風力發電系統通常采用風力發電場的形式，風力發電場具有多個這種風力渦輪機發電機，這些風力渦輪機發電機可用于向輸電系統提供電力，該輸電系統向公用電網供電。通常將這些風力渦輪機發電機的輸出進行組合來傳輸到電網。?

風力是間歇式資源，且風力狀況的變化會顯著影響由風力發電場向公用事業提供的電力。一般而言，風力渦輪機發電站的功率輸出隨風速而增加，直到風速達到渦輪機額定風速為止。隨著風速的進一步增大，渦輪機以高達斷開值或跳閘水平的額定功率運行。這一般是風力渦輪機上的動力負荷導致渦輪機的機械元件達到疲勞極限的風速。作為一種保護功能，在風速高于某一速度時，常常需要關閉風力渦輪機或通過調整葉片的節距或通過制動轉子來減小負荷，從而使風力渦輪機發電機的以及因此風力發電場的功率輸出降低。然而，公用事業上的電力負荷需要始終由發電單元進行平衡。因此，公用系統通常具?有額外的發電資源可用，例如可適應風力狀況的這種可變性的熱力發電機。?

參照圖1，在一些配置中，風力渦輪機100包括容納發電機(圖1未示出)的艙102。艙102安裝于高塔104頂上，圖1僅示出高塔104的一部分。風力渦輪機100還包括轉子106，轉子106包括附裝至轉動輪轂110的一個或多個轉子葉片108。盡管圖1所示的風力渦輪機100包括三個轉子葉片108，然而對本發明所需的轉子葉片108的數目沒有具體限制。?

參照圖2，風力渦輪機100的塔104頂上的艙102中容納有多個元件。塔104的高度是基于所屬領域中已知的因素和情況進行選擇。在一些配置中，控制面板112內的一個或多個微控制器包括控制系統，用于整個系統的監測和控制，包括節距和速度調整、高速軸和偏轉制動應用(yaw?brake?application)、偏轉和泵馬達應用以及故障監測。在一些配置中，使用替代的分布式或集中式控制結構。?

在一些配置中，控制系統向可變葉片節距驅動器114提供控制信號，以控制葉片108(圖2未示出)的節距，葉片108會在風力的作用下驅動輪轂110。在所例示的配置中，輪轂110容納三個葉片108，但其它配置可使用任何數目的葉片。在一些配置中，葉片108的節距各自受葉片節距驅動器114的控制。輪轂110和葉片108共同構成風力渦輪機轉子106。?

風力渦輪機的驅動系可包括連接至輪轂110且由主軸承130支撐的主轉子軸116(也稱為“低速軸”)以及位于軸116的相對端的齒輪箱118。在一些配置中，齒輪箱118利用雙路徑幾何結構(dual?pathgeometry)來驅動封閉的高速軸。高速軸(圖2中未示出)用以驅動安裝在主框架132上的發電機120。在一些配置中，通過聯結器122傳遞轉子扭矩。發電機120可以是任何適當的類型，例如繞線轉子感應發電機。?

偏轉驅動器124和偏轉甲板126為風力渦輪機100提供偏轉定向系統。風向標128為偏轉定向系統提供信息，包括在風力渦輪機處測量的即時風向及風速。在一些配置中，偏轉系統安裝在設置于塔104頂上的凸緣上。?