[實用新型]風力發電提水系統

有效

• 申請號: 201020535946.5
• 申請日: 2010-09-20
• 公開（公告）號: CN201810487U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 俞衛;張中偉;董斌
• 申請（專利權）人: 上海致遠綠色能源有限公司
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F04D13/06;H02P9/00
• 代理公司: 上海嘉和知識產權代理事務所(普通合伙) 31255
• 代理人: 楊嘉和

技術領域

本實用新型涉及風力發電技術和提水技術領域，尤其涉及一種應用風力發電提水的系統。

背景技術

風力提水是風能利用的重要方式之一。傳統的風力提水裝置采用低速風輪將風能轉換為機械能，再通過機械傳動方式驅動水泵提水。這類風力提水裝置傳動機構復雜，故障率高，并且受到提水地點的風力條件、灌溉時間及水位等限制，提水效率較低，性能和指標很難滿足多樣化生產的需求。

風力發電提水系統采用升力型高速風輪驅動永磁發電機，通過電氣傳動，將風力發電機所發的變頻變壓交流電能直接供給或通過變頻器供給異步電動機驅動水泵提水。風力發電提水系統變電能儲存為水位能儲存，無需蓄電池組，效率高于傳統機械式風力提水裝置的效率，適用范圍廣，系統維護量少，風機與電泵之間的安裝位置自由度大，在利用風能提水方面有著十分廣闊的前景，可廣泛應用于農田灌溉、鹽堿地排水、居民生活用水、牲畜飲水等場合。

風力發電提水系統的基本原理是定揚程條件下電泵變速運行。電泵變速運行時，異步電動機的效率變化不大，但是水泵的效率變化較大，為使水泵工作在高效率區域并保證水泵的零部件強度條件,?須將水泵的工作轉速控制在一定的范圍內。根據離心泵理論，對于一定的提水揚程，如果要求水泵在工作轉速范圍內正常變流量提水，水泵在低轉速時的揚程就必須高于提水揚程，因此風力發電提水系統中電泵的額定揚程一般大大高于實際提水揚程。

風力發電提水系統中電泵的額定功率與風力發電機組的額定功率相同，但問題在于，當風速較低時，風力發電機組的輸出功率相對較小，直接驅動按此標準選擇的電泵比較困難，因此，使用單臺電泵時風力發電提水系統低風速時提水效率較差。

中國實用新型200820152811.3公開了一種5KW風力發電與提水兩用系統裝置，風力發電機與電泵通過直接電磁耦合驅動電泵提水，系統結構簡單，效率高，可靠性強。但該技術方案中的風力發電機需要經過一定的特殊設計，為滿足與風力發電機的直接匹配，在電泵的選型上也要受到一定限制。同時，因為風力發電機與電泵直接耦合，無法主動控制風力發電機組的運行狀態，難以實現風力發電機組的最大功率跟蹤。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種應用廣、效率高的風力發電提水系統。

發明內容

本有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種應用廣、效率高的風力發電提水系統。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種風力發電提水系統，至少包括風力發電機組、控制器、變頻器、水位開關組合；所述風力發電機組的三相輸出端分別接所述控制器、所述變頻器的三相輸入端；所述變頻器的三相輸出端接所述控制器的電泵供電輸入端，所述變頻器的直流端接所述控制器的直流輸入端，所述變頻器的控制端接所述控制器的控制輸出端；所述水位開關組合接所述控制器的水位開關輸入端；還包括電泵組合，所述電泵組合包括一個以上的電泵，所述電泵組合的輸入端接所述控制器的電泵供電輸出端。

在具體實施中，所述控制器包括：整流橋、功率電阻、功率管、測控電路和接觸器組合；其中：所述風力發電機組的三相輸出端接所述整流橋的三相輸入端，所述整流橋的正極輸出端接所述功率電阻的第一端，所述功率電阻的第二端接所述功率管的集電極，所述功率管的射電極接所述整流橋的負極輸出端，所述接觸器組合的三相輸入端接所述變頻器的三相輸出端，所述接觸器組合的三相輸出端接所述電泵組合的輸入端，所述測控電路的驅動信號輸出端接所述接觸器組合的供電線圈，所述測控電路的功率控制輸出端接所述功率管的控制極，所述測控電路的水位開關輸入端接所述水位開關組合，所述測控電路的控制信號端接所述變頻器的控制端，所述測控電路的直流輸入端接所述變頻器的直流端，所述接觸器組合包括兩個接觸器。

在具體實施中，所述控制器還包括遠程監控模塊，所述遠程監控模塊接所述測控電路的通訊端。所述遠程監控模塊為GPRS無線通訊模塊。

在具體實施中，所述整流橋為三相二極管整流橋。所述測控電路的控制信號包括變頻器正/反轉控制信號、變頻器頻率設定信號0～10V模擬量。

在具體實施中，所述水位開關組合包括水源水位開關和蓄水水位開關。

在具體實施中，所述電泵組合為兩臺額定功率不同的異步電動機驅動離心式水泵。

在具體實施中，所述電泵組合的出水口設置有止回閥。

在具體實施中，所述風力發電機組為永磁直驅三相交流發電機組。