[發明專利]一種雙葉輪、雙發電機系統的風力發電機組

在審

• 申請號: 201710562373.1
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107120227A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 褚景春;羅方正;李潤祥;張亦澄;李長亮;袁飛;楊帆
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: F03D1/02
• 分類號: F03D1/02;F03D9/25
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所11303
• 代理人: 朱麗華

技術領域

本發明涉及風力發電機組技術領域，特別是涉及一種雙葉輪、雙發電機系統的風力發電機組。

背景技術

由于風力發電技術的飛速發展，風電市場已經趨于飽和，提高單位土地面積上的風能利用率愈加重要。

目前主流風機分為兩種，一種是雙饋風力發電機組，另一種是直驅風力發電機組，這兩種風電機組采用的都是一個塔筒配套一個葉輪，以及一套發電機系統，由于塔筒造價昂貴，這種方式不僅浪費了器材，而且單位土地面積上的風能利用率較低，發電效率亟待提高。

風機葉片的重量比較大，所以機艙的重心位于機艙的前端，并不是位于塔筒的軸線上，導致產生了不平衡，在靜態動態過程中風力發電機組的穩定性均較差。

傳統風機的葉輪都處于上風向，偏航動作時需要偏航驅動電機驅動對風，在對風動作時對于偏航系統的穩定性要求也很高。

鑒于此類情況，加大風電機組的單機發電量已經是現在各大風機廠商的工作重點，單純的增加塔筒高度、增大葉輪直徑會對風機的穩定性造成一定的影響，并且也會增加成本。

因此，如何創設一種風能利用率較高、發電效率較高且穩定性較高的風力發電機組，成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種風能利用率較高、發電效率較高且穩定性較高的雙葉輪、雙發電機系統的風力發電機組，以克服現有的風力發電機組，風能利用率較低，發電效率較低，并且穩定性較差的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種雙葉輪、雙發電機系統的風力發電機組，包括塔架、機艙、上風向發電單元和下風向發電單元，所述機艙設置在所述塔架的頂部，所述上風向發電單元和下風向發電單元均設置在所述機艙上；所述上風向發電單元包括上風向葉輪、上風向主軸和上風向發電機，所述上風向葉輪設置在所述機艙的前端，所述上風向葉輪通過所述上風向主軸與所述上風向發電機連接；所述下風向發電單元包括下風向葉輪、下風向主軸和下風向發電機，所述下風向葉輪設置在所述機艙的后端，所述下風向葉輪通過所述下風向主軸與所述下風向發電機連接。

作為本發明的一種改進，所述上風向發電單元還包括傳動系統，所述上風向發電機采用雙饋異步發電機，所述上風向主軸通過所述傳動系統與所述雙饋異步發電機連接。

進一步改進，所述下風向發電機采用永磁直驅同步發電機。

進一步改進，所述上風向葉輪與下風向葉輪旋轉方向相反。

進一步改進，所述上風向葉輪的直徑小于所述下風向葉輪的直徑。

進一步改進，所述風力發電機組為下風向偏航風力發電機組。

由于采用上述技術方案，本發明至少具有以下優點：

1、本發明雙葉輪、雙發電機系統的風力發電機組，一個塔架上同時設有兩組葉輪和兩臺發電機，兩組葉輪同時、分別驅動兩臺發電機工作，在單位土地面積上能夠捕獲更多的風能，提高了風能利用率，并且節約了風力發電器材，降低了設備成本，降低了度電成本，并且上風向葉輪和下風向葉輪分置機艙前、后兩端的結構，可以通過調節塔筒頂部法蘭與機艙連接處的位置來實現平衡，上風向葉輪、下風向葉輪及機艙的重量相對平衡的作用在塔架上，使得該風力發電機組的穩定性相對較高，具有良好的推廣價值。

2、上風向葉輪和下風向葉輪在風機運行時旋轉方向相反，產生的陀螺力矩是相反的，部分力矩相互抵消，有益于提高偏航時的穩定性。

3、上風向葉輪直徑要小于下風向葉輪直徑，使得風經過上風向葉輪后仍然能夠被下風向葉輪很好的利用，以提高下風向發電單元的發電效率。

4、由于下風向葉輪的直徑較大，產生的力矩也較大，所以采用下風向偏航不需要偏航驅動裝置就能夠實現自動對風，對偏航系統的要求較小。

附圖說明

上述僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

圖1是本發明雙葉輪、雙發電機系統的風力發電機組的原理示意圖；

圖2是本發明雙葉輪、雙發電機系統的風力發電機組的結構示意圖；

其中，1、上風向葉輪，2、上風向主軸，3、傳動系統，4、上風向發電機，5、機艙，6、下風向發電機，7、下風向主軸，8、下風向葉輪，9、塔架。

具體實施方式