[發(fā)明專利]垂直軸風電機組發(fā)電場的組成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710181520.0
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN107131101A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 生瑞濤
• 申請（專利權(quán)）人: 生瑞濤
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D15/00;F03D3/06;F03D3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種垂直軸風電機組發(fā)電場的組成方法，它屬于風力發(fā)電領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近些年水平軸風力發(fā)電和太陽能發(fā)電高速發(fā)展，促進了風力發(fā)電和太陽能技術(shù)的不斷進步，為風力發(fā)電和太陽能發(fā)電的更大規(guī)模發(fā)展提供了可能，但是水平軸風力發(fā)電和太陽能發(fā)電的第一個嚴重的缺點就是諧波污染，通常認為風電或太陽能電或兩者之和在局部電網(wǎng)容量中超過10％時將無法保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，當然這也取決于局部電網(wǎng)的特性和控制能力，然而現(xiàn)有的風電和太陽能電的發(fā)電量還很低，在局部電網(wǎng)容量中的占比也是微乎其微；水平軸風力發(fā)電和太陽能發(fā)電的第二個缺點是無法消除風災的危害，當風級達到一定程度(V＝25m/s)時，水平軸風電機組順槳后便不再發(fā)電，光伏發(fā)電當風級達到一定程度時將可能被破壞，因此光伏發(fā)電場一般都選在陽光充足且風級不高的地區(qū)；水平軸風力發(fā)電的第三個缺點是風能利用率很低，以20m/s風速為例，其最大風能利用率不大于8％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在于克服了已有技術(shù)的缺點，提供一種垂直軸風電機組發(fā)電場的組成方法，由攔風初級發(fā)電、電能轉(zhuǎn)換與匯總、二次發(fā)電與并網(wǎng)三個環(huán)節(jié)組成；徹底消除了電能的諧波污染，適用風速6.0m/s-47.2m/s(風級5級-14級)，攔風增速、逐級取能使風能利用率大幅度提高，并可按設(shè)計要求控制取能級數(shù)達到控制攔風壩出口風速不大于6.0m/s以消除風災的目的。

本發(fā)明是采取一下技術(shù)方案來實現(xiàn)其發(fā)明目的的。

一種垂直軸風電機組發(fā)電場的組成方法，它是在垂直于地面的矩陣框架結(jié)構(gòu)的攔風壩中的每個單元格內(nèi)安置一個垂直軸風電機組的基本組成單元，所述的矩陣框架結(jié)構(gòu)的攔風壩是具有上下依次的層結(jié)構(gòu)，每層結(jié)構(gòu)是由單元格呈現(xiàn)行和列組合排列而成，這個垂直軸風電機組的基本組成單元是由安裝在攔風壩中的由萬向聯(lián)軸器自上而下串聯(lián)連接的垂直軸葉齒機在攔風壩底部經(jīng)雙萬向聯(lián)軸器、電磁離合器、雙端輸出等速錐齒聯(lián)軸器與定速比增速器、變速器、制動器和初級交流發(fā)電機在水平方向串聯(lián)連接而構(gòu)成。

基本組成單元還可以由串聯(lián)連接的垂直軸葉齒機在攔風壩的底部經(jīng)雙萬向聯(lián)軸器、電磁離合器、四端輸出錐齒聯(lián)軸器、雙萬向聯(lián)軸器、三端輸出錐齒聯(lián)軸器、定速比增速器、變速器、自動換位機構(gòu)、制動器、初級交流發(fā)電機相連接而構(gòu)成。

由串聯(lián)連接的垂直軸葉齒機在攔風壩的底部經(jīng)三端輸出錐齒聯(lián)軸器、雙萬向聯(lián)軸器實施行上并聯(lián)連接，由四端輸出錐齒聯(lián)軸器總輸出，同一發(fā)電單元的同一行上并聯(lián)連接的垂直軸葉齒機根據(jù)其風能轉(zhuǎn)換功率配備初級交流發(fā)電機；在攔風壩的通風通道上實施垂直軸葉齒機的按列串聯(lián)排列而實現(xiàn)多行逐級取能；其自動換位機構(gòu)在風向反向變化時自動交換初級交流發(fā)電機與葉齒機行的連接位次而初級交流發(fā)電機的位置不變。

自動換位機構(gòu)由等速普通齒輪聯(lián)軸器、三端輸出錐齒聯(lián)軸器、電磁離合器、垂直輸出組合齒輪等速聯(lián)軸器、傳動軸相互連接而構(gòu)成；自動換位連接的實施在攔風壩水平中心線兩側(cè)對稱的全部葉齒機行同時進行。

在由葉齒軸總成、風道框架、下蓋框架、推力軸承及軸承座、上蓋框架、球軸承及軸承座相連接構(gòu)成的裝置中，葉齒軸總成是由葉齒與復合中心軸焊接而成；葉齒的背風面(凸起面)由立筋支撐，立筋在葉齒軸軸向分布間距400-600mm，葉齒在復合中心軸的圓周上均勻分布，數(shù)量18-36個，葉齒與復合中心軸的夾角0-6°；復合中心軸由內(nèi)軸管、雙端法蘭框架和外軸管焊接而成，內(nèi)軸管由中間的中等厚壁鋼管與兩端的厚壁鋼管焊接而成，內(nèi)軸管雙端的厚壁鋼管的厚度不低于30mm，用以加工連接鍵槽并與雙端法蘭框架中心的軸承座蓋焊接，外軸管由冷彎成型鋼板拼接焊接而成，冷彎成型鋼板數(shù)量18-36塊；風道框架邊長尺寸在3500-4500之間，高度尺寸2700-3000之間；靠近其出、入風口的左、右直立面采用槽型鋼板密封，遠離出、入風口處的拐角采用槽型圓弧鋼板密封，槽型圓弧鋼板之間由一定間距的立柱方管固定；上蓋框架和下蓋框架的邊框與軸承座之間焊接方管及槽型鋼板，下蓋框架在其中心焊接球軸承的軸承座之外，還在其內(nèi)平面上焊接直徑尺寸較大的推力軸承的軸承座；上蓋框架、風道框架、下蓋框架、葉齒軸總成及軸承座和軸承組裝后，對風道框架、上蓋框架和下蓋框架焊接形成葉齒機整機。