风力发电转型于水库次生发电的并网供电系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种风力发电转型于水库次生发电的并网供电系统，包括水叶、发电机、铁塔。发电机包括磁幄、线圈，所述磁幄由两部分永磁块组成，一部分永磁块N极全部朝向磁幄内，另一部分永磁块S极全部朝向磁幄内，两部分永磁块合成径向磁场。所述线圈通过转轴置于磁幄内，转轴处于两部分永磁块的间隔处。所述线圈作为定子，磁幄作为转子，线圈铁芯为圆形铁芯。其技术特征是：水叶置于磁幄，线圈定子固定于铁塔上端，水叶为桨式结构，径向承受水力。其技术特征是：由水叶、发电机、铁塔组成的发电装置通过铁塔置于水库之下的河道或沿岸。本发明并网于水库原生输电系统可最大限度地整合资源并实现利益最大化。
【专利说明】 风力发电转型于水库次生发电的并网供电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风力发电转型于水库次生发电的并网供电系统。
【背景技术】
[0002]风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。
[0003]随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。自2004年以来，全球风力发电能力翻了 一番，2006年至2007年间，全球风能发电装机容量扩大27 %。2007年已有9万兆瓦，这一数字到2010年将是16万兆瓦。预计未来20-25年内，世界风能市场每年将递增25 %。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。
[0004]“十五”期间，中国的并网风电得到迅速发展。2006年，中国风电累计装机容量已经达到260万千瓦，成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。2007年我国风电产业规模延续暴发式增长态势，截至2007年底全国累计装机约600万千瓦。2008年8月，中国风电装机总量已经达到700万千瓦，占中国发电总装机容量的1%，位居世界第五，这也意味着中国已进入可再生能源大国行列。
[0005]2008年以来，国内风电建设的热潮达到了白热化的程度。2009年，中国(不含台湾地区)新增风电机组10129台，容量13803.2丽，同比增长124% ;累计安装风电机组21581台，容量25805.3MW。2009年，台湾地区新增风电机组37台，容量77.9MW ;累计安装风电机组 227 台，容量 436.05MW。
[0006]然而，风电在发展中也遇到不少问题:1、噪声，视觉污染；2、占用大片土地；3、不稳定，不可控；4、目前成本仍然很高；5、影响鸟类(尤其是迁徒)。
[0007]显然，风电的发展是具有局限性的。中国是一个水库众多的国家，2010年，我国(水库)水电装机规模达到2.11亿千瓦，新增核准(水库)水电规模1322万千瓦，在建规模7700万千瓦。根据我国对国际社会做出的“2020年非石化能源将达到能源总量15%”承诺，我国(水库)水电行业2020年装机容量须达到3.8亿千瓦。而即使按照我国公布的《可再生能源中长期发展规划》，确定到2020年(水库)水电装机容量要达到3亿千瓦，国内11年内将新增单机容量50千瓦以上的大型水电机组近300台，每年平均新装25台50万千瓦及以上大型(水库)水电机组。若按2020年达到3.8亿千瓦的装机容量，我国所需的(水库)水轮机及辅机设备将进一步增加，我国(水库)水轮机及辅机行业发展前景广阔。
[0008]显然，水库发电之后的非落差式水流是非常大的，该非落差式水流发电的蕴量将是无比巨大的。一般说来，三级风才有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。在一般情况下，虽然风速大于水流的速度，但水库发电之后的非落差式水流的冲力往往数倍于风力，因此，将风力发电转型于水库次生发电无疑可以获得同等的发电能力甚至优于前者。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提出一种风力发电转型于水库次生发电的并网供电系统，以解决上述问题。
[0010]本发明提供的风力发电转型于水库次生发电的并网供电系统，包括水叶、发电机、铁塔。发电机包括磁幄、线圈，所述磁幄由两部分永磁块组成，一部分永磁块N极全部朝向磁幄内，另一部分永磁块S极全部朝向磁幄内，两部分永磁块合成径向磁场。所述线圈通过转轴置于磁幄内，转轴处于两部分永磁块的间隔处。所述线圈作为定子，磁幄作为转子，线圈铁芯为圆形铁芯。其技术特征是:水叶置于磁幄，线圈定子固定于铁塔上端，水叶为桨式结构，径向承受水力。其技术特征是:由水叶、发电机、铁塔组成的发电装置通过铁塔置于水库之下的河道或沿岸。水库之下的河道或沿岸布置有数组或数十组发电装置，发电装置之间通过输电线连接且并网于水库原生输电系统。
[0011]所述永磁磁幄为柱形或方形或箱形。
[0012]所述永磁块为钕铁硼或强磁材料。
[0013]所述圆形铁芯由硅钢材料构成。
[0014]所述置于磁幄的水叶为八片或多片。
[0015]所述叶轮直径为10-30m。
[0016]所述铁塔高为10-30m。
[0017]所述水库之下的河道布置有10-100组发电装置。
[0018]所述水库之下的河道布置的发电装置的间隔为100-200m。
[0019]铁塔通过水泥墩或打桩的方式固定于水库之下的河道底部，也可树立于水库之下的岸边或横担于岸上。固定于河道的铁塔为圆柱形，以防水面垃圾的积累。水叶的工作(运动)为划船式的，因而叶片不会积累水面垃圾，无须人工维护。本发明并网于水库原生输电系统可最大限度地整合资源并实现利益最大化。同时，在不占用大片土地、不破坏生态平衡的情况下充分利用了水库的次生水力资源(非落差式水流发电)，以联网的方式充分开发了水库的次生非落差式水流发电蕴藏的能量。
[0020]发电机采用圆形铁芯线圈，磁幄呈现“无级”转动，即使微弱的水流也能推得动水叶，从而实现低速发电机的低流速发电(水流越快发电效率越高。低流速发电确保发电机常年发电)。水叶带动磁幄转动，定子线圈发出的电为交流电(无刷)，因而风力发电转型于水流发电的低速发电机免维修使用年限可达25年以上。
[0021]实施方式
[0022]下面通过实施方式对本发明进行说明。
[0023]本发明包括水叶、发电机、铁塔。发电机包括磁幄、线圈，所述磁幄由两部分永磁块组成，一部分永磁块N极全部朝向磁幄内，另一部分永磁块S极全部朝向磁幄内，两部分永磁块合成径向磁场。所述线圈通过转轴置于磁幄内，转轴处于两部分永磁块的间隔处。所述线圈作为定子，磁幄作为转子，线圈铁芯为圆形铁芯。其技术特征是:水叶置于磁幄，线圈定子固定于铁塔上端，水叶为桨式结构，径向承受水力。由水叶、发电机、铁塔组成的发电装置通过铁塔置于水库之下的河道或沿岸。其技术特征是:水库之下的河道或沿岸布置有数组或数十组发电装置，发电装置之间通过输电线连接且并网于水库原生输电系统。[0024]置于磁幄的桨式水叶为16片，叶轮直径为30m，塔高13m。磁幄流线型圆筒状，由片状钕铁硼永磁块构成。水库之下的河道布置有30组发电装置，发电装置之间的间隔为10m通输电线连接且并网于岸上输电系统。
[0025]铁塔通过水泥墩固定于水库之下的河道底部，采用圆柱形结构，以防水面垃圾被卡而停留不前。铁塔单侧设置发电机，发电机通过电线向岸上输送交流电。
[0026]本实施例所述的河道或沿岸为长江三峡水库之下的河道或沿岸。长江三峡水库是当今世界上在建的最大水利枢纽水库工程。这项工程由拦江大坝和水库、发电站、通航建筑物等部分组成；水库:大坝总长3035米，坝顶高程185米；正常蓄水位初期156米，后期175米；总库容393亿立方米，其中防洪库容221.5亿立方米；电站:安装32台单机容量为70万千瓦的水电机组，装机总量2250万千瓦；年发电量847亿千瓦时。
【权利要求】
1.一种风力发电转型于水库次生发电的并网供电系统，包括水叶、发电机、铁塔。发电机包括磁幄、线圈，所述磁幄由两部分永磁块组成，一部分永磁块N极全部朝向磁幄内，另一部分永磁块S极全部朝向磁幄内，两部分永磁块合成径向磁场。所述线圈通过转轴置于磁幄内，转轴处于两部分永磁块的间隔处。所述线圈作为定子，磁幄作为转子，线圈铁芯为圆形铁芯。其技术特征是:水叶置于磁幄，线圈定子固定于铁塔上端，水叶为桨式结构，径向承受水力。由水叶、发电机、铁塔组成的发电装置通过铁塔置于水库之下的河道或沿岸。水库之下的河道或沿岸布置有数组或数十组发电装置，发电装置之间通过输电线连接且并网于水库原生输电系统。
【文档编号】F03B13/08GK104037980SQ201410155411
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】李扬远 申请人:李扬远