本实用新型涉及风力发电技术领域,尤其涉及一种利用小型风力发电机组在电网脱网后为海上风力发电机组供电的系统。
背景技术:
由于开发陆上风电受到土地资源、风资源、噪声与环境等因素的制约越来越明显,所以海上风电的开发逐渐成为风电开发的新方向。但是在海上风力发电机组运行期间,可能因为外部电网故障、并网等原因而失去电网支持。这时,将会给海上风力发电机组带来以下危害:
第一、海上风电场处于严酷的海洋大气环境中,空气中的湿度和盐雾浓度很高。如果失去电源供电,风力发电机组中的除湿、加热、冷却、除盐雾等装置无法正常工作。低温、潮湿、盐雾等可能导致风机的一些系统出现损坏或锈蚀,导致故障隐患。
第二、在暴风或者台风等极端天气时,风力发电机组已经电网脱网,如果失去电源供电,变桨系统和偏航系统无法正常工作,不能保证风力发电机组始终处于迎风面和叶片固定在顺桨位置。可能增加风力发电机组载荷,给风力发电机组带来安全隐患。
第三、风力发电机组属于旋转机械,并网前长时间的停止工作会导致风力发电机组内润滑油、转动部件的损坏。
因此,为了保证风力发电机组在失去电网支持情况下仍然能够安全稳定运行,目前风力发电机组大多配备一套备用电源系统,备用电源系统多采用柴油发电机组供电,优点是柴油发电机组的环境适应性好、成本低廉、而且能够长时间的连续运行。缺点是风电厂地理位置均较为偏僻,需要长距离运送柴油和建立储油库,容易造成安全隐患,而且柴油发电机组的效率低、污染严重。特别是对于海上风电厂,运输和储存均不方便,并且运行成本和维护成本较高。并且如果海上风力发电机组维护不当,备用电源供电时间不能满足要求,将导致变桨和偏航系统不能正常运行,控制系统失效,对润滑油、转动部件造成损坏,使得风力发电机组存在安全隐患。因此,需要一种能够长时间有效供电、且便于维护的海上风力发电机组的备用电源系统。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于为海上风电机组提供一种利用小型抗台风风力发电机组来实现长时间有效供电且运行维护成本低的风力发电机组备用电源系统。既能在海上风力发电机组正常运行时为蓄电池系统充电,又能为海上风力发电机组在并网前或脱网后的加热系统、除湿系统、冷却系统、偏航系统、变桨系统及其储能装置提供工作电源。
为达上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种海上风力发电机组的备用电源系统,包括:
小型抗台风风力发电机组,用于将风能转化为电能;
控制器,电性连接在所述小型抗台风风力发电机组和蓄电池之间,用于控制所述小型抗台风风力发电机组向所述蓄电池充放电的电量;
逆变器,与所述蓄电池相连,用于将蓄电池中存储的直流电逆变为三相交流电从而为所述海上风力发电机组供电。
根据本实用新型提出的海上风力发电机组的备用电源系统,其中,所述小型抗台风风力发电机组布设在所述海上风力发电机组附近的地面上。
根据本实用新型提出的海上风力发电机组的备用电源系统,其中,所述小型抗台风风电机组布设在风电场附近的岸边升压站附近。
根据本实用新型提出的海上风力发电机组的备用电源系统,其中,所述小型抗台风风电机组布设在风电场升压站平台上。
根据本实用新型提出的海上风力发电机组的备用电源系统,其中,所述逆变器输出的三相交流电用于为所述海上风力发电机组的加热系统、除湿系统、冷却系统、偏航系统、变桨系统及其储能装置供电。
与现有技术相比,本实用新型提出的海上大型风力发电机组的备用电源系统能够长时间稳定有效地供电,从而提供不依赖于外部电网的备用电源,既可以在正常运行情况下为大型风电机组蓄电系统充电,又可以在台风条件下为大型风电机组的偏航、变桨系统提供持续供电。从而减少风电场开发运行成本,降低海上风电机组台风情况下的载荷,确保机组安全运行。
附图说明
图1是本实用新型的海上风力发电机组的备用电源系统一具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
图1是根据本实用新型实施例的风力发电机组的备用电源系统的结构示意图。参照图1,所述风力发电机组的备用电源系统包括小型抗台风风力发电机组U1、控制器U2、蓄电池U3以及逆变器U4。具体地讲,小型抗台风风力发电机组U1风轮将风能转化成电能并存储电能。小型抗台风风力发电机组U1可为水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组。控制器U2用于控制和显示风力机对蓄电池U3的充电。蓄电池U3用于存储和供应电能。例如,当外部电网正常供电从而风力发电机组正常运行时,蓄电池U3处于存储电能的状态。当外部电网掉电时,蓄电池U3处于供应电能的状态。逆变器U4用于将蓄电池存储的直流电逆变为三相交流电,以便外部电网掉电时为风力发电机组的电气系统供电。
当外部电网正常供电时,开关K2闭合,K1断开。此时,蓄电池处于存储电能的状态。当外部电网掉电时,开关K2断开,K1闭合,蓄电池U3通过逆变器U4向风力发电机组供电,从而将电能提供给需要供电的各个电气系统,例如为风力发电机组的加热系统、除湿系统、冷却系统、偏航系统、变桨系统及其储能装置提供工作电源。此时,蓄电池处于供应电能的状态。另外,蓄电池可同时处于存储电能的状态。
根据本实用新型的实施例,小型抗台风风力发电机组的布设方式可包含以下形式中的至少一种:就地布设,即小型抗台风风电机组布设在风力发电机组附近的地面上;岸边升压站附近布设,即将小型抗台风风电机组布设在风电场附近的岸边升压站附近;海上升压站平台上布置,将小型抗台风风电机组布设在风电场海上升压站平台上。
尽管以上描述了几种小型抗台风风电机组的布设方式,但是本实用新型不限于此,可以以其他各种布设方式来布置小型抗台风风电机组。
通过使用根据本实用新型实施例的风力发电机组备用电源系统,在台风情况下,该备用电源系统还可以为偏航系统、变桨系统提供电源,降低机组载荷,保证机组安全运行;在风电场并网前,该备用电源系统还可以为风力发电机组的加热系统、除湿系统、冷却系统、偏航系统、变桨系统及其储能装置提供工作电源,能减少低温、高温、潮湿等不利的环境因素对风力发电机组内部电气系统的危害。
本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
本领域普通技术人员可以理解:实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。