[發明專利]微型風機電網系統及方法

有效

• 申請號: 201710692940.5
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107503887B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 薛宇;劉燕;王虎;唐宏芬
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司
• 主分類號: F03D9/11
• 分類號: F03D9/11;F03D13/20;F03D1/06;H02J3/38;H02J3/32;H02J7/14
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 王東偉

技術領域

本發明涉及一種微型風機電網系統及方法。

背景技術

隨著國民經濟的迅速增長，對能源的需求日益旺盛，能源短缺以及化石能源所產生的環境污染問題日益尖銳。新能源資源潛力大，可持續利用，在滿足能源需求、改善能源結構、減少環境污染、促進經濟發展等方面發揮了重要作用，已引起了國際社會的廣泛關注。在能源安全與環境保護的雙重壓力下，技術相對成熟、具備規模化開發條件的風力發電技術作為一種清潔的可再生能源，在世界范圍內取得了飛速發展。特別是近年來，風力發電的產業規模和市場化程度逐年提高。截至2015年底，全年風電新增裝機容量3297萬千瓦，新增裝機容量再創歷史新高，累計并網裝機容量達到1.29億千瓦，占全部發電裝機容量的8.6％，全國風電產業繼續保持強勁增長勢頭。

但是，現有的風機都存在棄風量的問題，例如，某地多風的季節時，可能當地的用電量不足以消耗風機的發電量，但是在用電的季節，風機可能無法滿足當地的用風量。另外，葉片內填充的是空氣，空氣具有重量，葉片在轉動過程中除了要克服自身重力外還要克服其內填充的空氣重量。風機的塔筒內有好多空余空間，但是這些空間一直沒有充分利用。

鑒于上述的缺陷，本設計人積極加以研究創新，以期創設一種微型風機電網系統及方法，使其更具有產業上的利用價值。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種減輕葉片本身自重、有效利用塔筒空間，能夠隨時自由組合，隨時插拔，無捆綁，資源最合理的分配利用的微型風機電網系統及方法。

本發明微型風機電網系統，包括：

風機，所述風機包括底座，所述底座上設有塔筒，所述塔筒頂端設有風機葉片，所述風機葉片連接風能發電機，所述底座內設有主控制器，所述主控制器通過控制電纜線與蓄電裝置連接，所述蓄電池電連接功率分配器、風能發電機，所述功率分配器與用于將直流電轉化為交流電的逆變器；

所述葉片的空腔分為若干區域，各個區域內分別設有一氫氣密封袋，所述氫氣密封袋粘貼在所述風氣葉片空腔內壁上，所述氫氣密封袋的形狀與所述葉片空腔的形狀相適配，且所述氫氣密封袋內充有氫氣；或所述葉片的空腔內壁貼合有氣封膜，所述的氣封膜和葉片的空腔內壁配合形成氫氣密封結構，在由所述的氣封膜和葉片的空腔內壁配合形成氫氣密封結構內設有氫氣；所述塔筒內設有備用儲氫裝置；

還包括：電能制氫及氫燃料發電組件，所述電能制氫及氫燃料發電組件包括制氫及氫發電控制器以及分別與所述制氫及氫發電控制器電連接的電解水制氫裝置、氫燃料發電裝置，所述電解水制氫裝置的進水端連接儲水裝置，所述電解水制氫裝置的出氣端連接儲氫裝置、備用儲氫裝置，所述氫燃料發電裝置的進氣端連通所述儲氫裝置、備用儲氫裝置，所述氫燃料發電裝置在發電過程中產生的水通過水管進入所述儲水裝置內；

所述電能制氫及氫燃料發電組件集成在運輸車上，所述的電解水制氫裝置采用可插拔方式與所述的功率分配器電連接；

所述主控制器包括：

棄風范圍與請求距離對照表生成單元，用于將風機的棄風量劃分為N個棄風范圍；對不同的棄風范圍分配不同的電能制氫及氫燃料發電組件運輸車可請求距離，生成棄風范圍與請求距離對照表，其中，所述的可請求距離為電能制氫及氫燃料發電組件運輸車距離風機的距離；

配置請求單元，用于對風機的棄風量進行預測，并確定風機的棄風量屬于哪個棄風范圍；

若棄風量屬于第一棄風范圍，則判斷風機是否對應有本地電能制氫及氫燃料發電組件，若有，則啟動該本地電能制氫及氫燃料發電組件，利用風機輸出的多余電量提供電解水制氫裝置制氫所需電量；若沒有，則不做處理；

若棄風量屬于第二棄風范圍、第三棄風范圍……或第N棄風范圍，則根據所述棄風范圍與請求距離對照表向所述棄風范圍對應的請求距離發出配置電能制氫及氫燃料發電組件運輸車請求，

電能制氫及氫燃料發電組件運輸車響應該請求，電能制氫及氫燃料發電組件運輸車運輸至風機本地，并與風機的主控制器通過可插拔方式進行電連接；

其中，若風機對應有本地電能制氫及氫燃料發電組件，則啟動所述的本地電能制氫及氫燃料發電組件；

對所述的棄風量劃分為N個不同的棄風范圍的劃分方法為根據不同的棄風量用于發電，風機發電能夠發出的電量進行劃分，其中第一棄風范圍發出的電量小于第二棄風范圍發出的電量，第二棄風范圍發出的電量小于第三棄風范圍發出的電量，以此類推，第N棄風范圍發出的電量最多。

進一步的，所述氫燃料發電裝置的電能輸出端依次經燃料電量控制開關、所述逆變器連接負載。