[發明專利]高空塔架嵌入式立式風力發電系統

有效

• 申請號: 201210269663.4
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102840108A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 李樹廣
• 申請（專利權）人: 李樹廣
• 主分類號: F03D11/04
• 分類號: F03D11/04;F03D3/02;F03D7/06;H02J3/38;E04H12/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種高空塔架嵌入式立式風力發電系統，其特征在于包括高空塔架、GPS授時發電機勵磁并網控制系統與立式風力發電系統；所述立式風力發電系統安裝在高空塔架上，所述GPS授時發電機勵磁并網控制系統采用GPS授時控制所述立式風力發電系統，實現發電機與電網在同步同頻率同相位過零點時并網與切除，實現對電網無沖擊；其中：

所述立式風力發電系統安裝在高空塔架上，其安裝方式為以下中的任一種：

第一，所述立式風力發電系統的框架安裝在高空塔架的內部，利用高空塔架的立柱與橫梁，把風力發電機的框架與橫梁連接固定在一起；

第二，所述立式風力發電系統的框架作為所述塔架的一段嵌入到高空塔架中,利用高空塔架的立柱與橫梁，把風力發電機的框架與橫梁連接固定在一起，把高空塔架與風力發電機框架連接固定為一個整體；

第三，所述高空塔架直接作為所述立式風力發電系統的框架,利用高空塔架的框架與橫梁作為風力發電機的框架與橫梁，把風力發電機的機軸橫梁安裝在高空塔架的橫梁上。

2.如權利要求1所述的高空塔架嵌入式立式風力發電系統，其特征在于：所述GPS授時定時勵磁并網控制系統包括衛星授時信號接受裝置、發電機輸出頻率相位勵磁控制裝置、智能并網控制裝置；其中：衛星授時信號接受裝置接收衛星授時信號，由衛星授時信號控制發電機的勵磁系統，并通過發電機輸出頻率相位勵磁控制裝置控制調節發電機輸出電壓與電流的輸出頻率相位，使風力發電機的輸出頻率相位與電網電壓相一致；同時衛星授時信號控制智能并網控制裝置，在發電機輸出電壓與電網一致時實現并網或使發電機與電網同時過零點時并網，使發電機并網與切除時對電網無沖擊；由于大部分信號發射塔地處邊遠與高山之上遠離電網，利用GPS授時時標信號，作為發電機勵磁控制的頻率與相位的同步時標信號，使風力發電機輸出電壓的頻率與相位與電網信號高度統一，由此保持信號發射塔供電源與電網同步一致。

3.如權利要求2所述的高空塔架嵌入式立式風力發電系統，其特征在于：所述衛星授時信號接受裝置接收衛星授時信號，分別控制集風保護系統與發電機勵磁系統，即：控制集風板張開角度調節風力發電機進風量、調節發電機轉速與發電機輸出電壓波形的幅值頻率與相位；同時控制立式風力發電系統中整流蓄電穩壓電源與逆變交流供電系統，使逆變交流供電系統與電網同步。

4.如權利要求1-3所述的高空塔架嵌入式立式風力發電系統，其特征在于：所述立式風力發電系統包含風動力系統和集風與保護系統，所述風動力系統采用箱體框架結構，所述集風與保護系統為風洞式的箱式集風系統。

5.如權利要求4所述的高空塔架嵌入式立式風力發電系統，其特征在于：所述風動力系統包括風葉機軸與風葉系統；所述風葉系統包括風葉框、風葉葉體、折射導風板、固定支架以及風葉與機軸法蘭盤，風葉框與風葉葉體內部鋼帶網焊接在一起構成風葉骨架，風葉骨架外部覆有光滑的碳纖維或玻璃鋼，或者利用鋁合金板與型材制成風葉整體，折射導風板與風葉框成60度角固定在風葉框上，折射導風板中部利用固定支架連接固定，每個風葉之間成120度角由機軸法蘭盤連接固定在風葉機軸上，所述風葉機軸上沿軸向連接固定多層風葉。

6.如權利要求4或5所述的高空塔架嵌入式立式風力發電系統，其特征在于：所述集風與保護系統包含集風板與驅動電機或液壓驅動系統，集風板通過支臂與滑道與風機框架連接與驅動，驅動集風板張開與閉合；集風板張開為集風狀態，閉合為保護狀態，調節集風板張開的角度，可以調節風動力機的進風量與增速器發電機的轉速。

7.如權利要求5所述的高空塔架嵌入式立式風力發電系統，其特征在于：所述風葉機軸采用多段組合式機軸，包括上軸端、上軸管、上軸連接盤、中軸管、法蘭盤、軸心定位銷、下軸連接盤、下軸管、下軸端，所述下軸端與下軸管以及所述上軸端與上軸管均采用強配合焊接連接，下軸管與中軸管及上軸管通過法蘭盤連接，風葉機軸整體采用軸定位銷中心定位。

8.如權利要求1-3任一項所述的高空塔架嵌入式立式風力發電系統，其特征在于：所述立式風力發電系統，其中立式發電機采用多繞組變極異步發電機組，或采用直流發電機，或采用永磁式發電機，或采用同步發電機。

9.如權利要求8所述的高空塔架嵌入式立式風力發電系統，其特征在于：所述多繞組變極異步發電機組結構，其接線方式為2繞組異步變極方式、3繞組異步變極方式及多繞組異步變極方式，通過調整繞組的組合來改變發電機極對數，以適應風速與發電機的配合。