[發明專利]一種風能跟蹤、風力發電裝置和風能控制系統

在審

• 申請號: 201710480179.9
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107191330A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 趙曉光;郭進學;叢建鷗;張云曳;陳曉明
• 申請（專利權）人: 中國華電科工集團有限公司;北京華電中光新能源技術有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D7/04
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 吳黎

技術領域

本發明涉及風能技術領域，具體涉及一種風能跟蹤、風力發電裝置和風能控制系統。

背景技術

隨著能源的匱乏及傳統火力發電對環境的污染，可再生能源的發展受到越來越多的重視，包括風能、太陽能、海洋能、生物質能等，其中風能發電發展最迅速、潛力最大。風能發電的原理：是利用風力帶動風力機葉輪旋轉，把風的動能轉變為葉輪軸的機械能，發電機在葉輪軸的帶動下旋轉發電，在此次過程中，一般會透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。

隨著外界風速和風向的變化，風力機的葉輪轉向一般也會發生變化，使得風力機吸收風能的效率也隨之變化，最終導致風力機的發電效率不穩定，浪費了風力資源。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于現有技術中風力發電系統風能利用率低。從而提供一種風能跟蹤、風力發電裝置和風能控制系統。

有鑒于此，本發明實施例的第一方面提供了一種風能跟蹤裝置，包括：風向檢測器，用于獲取葉輪所處環境中的風向信息；葉輪控制器，用于調整所述葉輪旋轉平面的角度；處理器，所述處理器分別與所述風向檢測器和所述葉輪控制器連接，用于根據所述風向信息生成驅動信號，所述驅動信號用于使所述葉輪控制器將所述葉輪旋轉平面調整為與當前風向垂直。

優選地，所述葉輪控制器包括：步進電機，用于控制所述葉輪旋轉平面的調整角度；位移傳感器，連接所述步進電機，用于獲取所述步進電機的轉動角度。

優選地，所述根據所述風向信息生成驅動信號包括：根據所述風向信息生成將所述葉輪旋轉平面調整為與當前風向垂直時，所述葉輪旋轉平面的需求轉動角度；判斷所述步進電機的轉動角度是否等于所述需求轉動角度；若所述步進電機的轉動角度不等于所述需求轉動角度，根據所述轉動角度和所述需求轉動角度的差值和方向生成所述驅動信號。

優選地，所述風向檢測器為風向標。

本發明實施例的第二方面提供了一種風力發電裝置，包括：本發明實施例的第一方面或第一方面的任一優選方式所述的風能跟蹤裝置；風速檢測器，用于獲取所述葉輪所處環境中的風速信息；所述處理器還用于根據所述風速信息控制風力發電裝置的發電機運行；光電碼盤，與所述發電機連接，用于獲取所述發電機的轉速，并將所述發電機的轉速反饋至所述處理器，以使所述處理器根據反饋信號調整對所述發電機的控制信號。

優選地，所述風速檢測器為風速傳感器。

優選地，所述處理器包括：第一子處理器，用于根據所述風向信息生成所述驅動信號；第二子處理器，用于根據所述風速信息和所述反饋信號控制所述發電機運行。

優選地，還包括：電機側變換器，分別與所述處理器和所述發電機連接，用于將對所述發電機的控制信號轉化為交流勵磁電信號并驅動所述發電機轉子轉動。

優選地，還包括：通信模塊，與所述處理器連接，用于在接收到外界設備的數據請求時，將所述風向信息、所述風速信息、以及對所述發電機的控制信號發送至所述外界設備。

本發明實施例的第三方面提供了一種風能控制系統，包括：

本發明實施例的第二方面獲第二方面任一優選方式所述的風力發電裝置；傳輸基站，與所述風力發電裝置連接，用于接收并傳輸所述風力發電裝置發送的監測信息；服務器：用于存儲所述監測信息，以供數據調用；監控終端：用于遠程監控所述風力發電裝置，并顯示所述監測信息。

本發明的技術方案具有以下優點：

1、本發明實施例提供的一種風能跟蹤、風力發電裝置和風能控制系統，通過風向檢測器實時檢測風向信息，并將檢測的信息發送至處理器，處理器會根據風向信息生成對葉輪控制器的驅動信號，以使葉輪控制器將葉輪旋轉平面調整為與當前風向垂直，進而可以使風能最大可能的轉化為葉輪的機械能，從而實現最大風能跟蹤，以提高風力機對風能的利用率。

2、通過風速檢測器實時檢測風速信息，并將檢測的信息發送至處理器，處理器會根據風速信息生成對發電機的控制信號，并通過光電碼盤實時檢測發電機的轉速，將轉速反饋至處理器，處理器根據該反饋信號實時調整對發電機的控制信號，以使發電機高效率運轉。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例1的風能跟蹤裝置的一個結構示意圖；