一种垂直轴风力发电机的风速预测控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种风力发电控制系统，具体涉及一种垂直轴风力发电机的风速预测控制系统。
【背景技术】
[0002]气候变迀、环境恶化、资源短缺已经成为了人类生存和发展的挑战。而风力发电技术的快速发展和风电装机容量的高速增长体现了国家的策略。现在风力发电的装机容量仍然在不断的发展。然而，风力发电最大的问题在于风能的随机性，不能像其他能源那样持续的稳定的输入电能。如何有效的利用大部分的风能就成为了关键。
[0003]垂直轴风力发电机的最大的优点在于无需偏航控制器，因为垂直轴风力发电机可以利用任意方向的风能发电。那么如何有效的控制垂直轴风力发电系统就成为了最为关键的问题。在工作过程中，通过利用预测得到的风速值来进行风力机的桨叶攻角和同步发电机的攻角的控制，由于控制参数设置时间引起的控制参数落后于实时风速变化，会引起电压波动，频率波动，风力机损耗。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种可以减少由于控制参数设置时间引起的控制参数落后于实时风速变化引起的电压波动，频率波动，风力机损耗的垂直轴风力发电机的风速预测控制系统。
[0005]为实现上述目的本实用新型采用的技术方案是：
[0006]一种垂直轴风力发电机的风速预测控制系统，包括垂直轴升力风机、齿轮箱、同步发电机、发电机控制系统、变桨控制系统、测风仪和电力输出端;其中，所述的测风仪数量为三个，三个测风仪以垂直轴升力风机的旋转轴为轴心构成虚拟等边三角形，垂直轴升力风机位于虚拟等边三角形内切圆的内部，垂直轴升力风机通过齿轮箱与同步发电机连接，同步发电机与电力输出端连接，发电机控制系统与同步发电机连接，变桨控制系统与垂直轴升力风机连接，测风仪同时与发电机控制系统和变桨控制系统连接；
[0007]进一步，所述测风仪是采用WLAN以及TPC/IP协议的通信通道同时与发电机控制系统和变桨控制系统连接。
[0008]本实用新型的有益效果是：
[0009]本实用新型，可以减少由于控制参数设置时间引起的控制参数落后于实时风速变化引起的电压波动，频率波动，风力机损耗;从而减少垂直轴风力发电机的运行、维护成本，提尚效率。
【附图说明】
[0010]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0011]图I为本实用新型的系统连接示意图；
[0012]图2为本实用新型的测风仪布置示意图。
[0013]结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：
[0014]I-垂直轴升力风机;2-齿轮箱;3-同步发电机;4-发电机控制系统；5-变桨控制系统;6-测风仪;7-电力输出端。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释实用新型，并不用于限定实用新型。
[0016]如图I和2所示，一种垂直轴风力发电机的风速预测控制系统，包括垂直轴升力风机I、齿轮箱2、同步发电机3、发电机控制系统4、变桨控制系统5、测风仪6和电力输出端7;其中，所述的测风仪6数量为三个，三个测风仪6以垂直轴升力风机I的旋转轴为轴心构成虚拟等边三角形，垂直轴升力风机I位于虚拟等边三角形内切圆的内部，垂直轴升力风机I通过齿轮箱2与同步发电机3连接，同步发电机3与电力输出端7连接，发电机控制系统4与同步发电机3连接，变桨控制系统5与垂直轴升力风机I连接，测风仪6同时与发电机控制系统4和变桨控制系统5连接;所述测风仪6是采用WLAN以及TPC/IP协议的通信通道同时与发电机控制系统4和变桨控制系统5连接。
[0017]在本实用新型中，由于三个测风仪6以垂直轴升力风机I的旋转轴为轴心构成虚拟等边三角形，垂直轴升力风机I位于虚拟等边三角形内切圆的内部，当风作用在垂直轴升力风机I的桨片前，测风仪6会提前获得风向、风速信息，并通过WLAN以及TPC/IP协议的通信通道，将信息传递给发电机控制系统4和变桨控制系统5，电机控制系统4控制同步发电机3的相关动作，变桨控制系统5调节垂直轴升力风机I上的桨片的相关动作，风作用于垂直轴升力风机I后，带动垂直轴升力风机I相对其旋转轴旋转，再通过齿轮箱2的变速调节后带动同步发电机3运行，获得的电量通过电力输出端7运送至相关用电或储电设备;该控制系统减少由于控制参数设置时间引起的控制参数落后于实时风速变化引起的电压波动，频率波动，风力机损耗;从而减少垂直轴风力发电机的运行、维护成本，提高效率。
[0018]最后应说明的是：以上所述仅为实用新型的优选实施例而已，并不用于限制实用新型，尽管参照前述实施例对实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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。凡在实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种垂直轴风力发电机的风速预测控制系统，其特征在于：包括垂直轴升力风机(1)、齿轮箱(2)、同步发电机(3)、发电机控制系统(4)、变桨控制系统(5)、测风仪(6)和电力输出端(7);其中，所述的测风仪(6)数量为三个，三个测风仪(6)以垂直轴升力风机（I)的旋转轴为轴心构成虚拟等边三角形，垂直轴升力风机(I)位于虚拟等边三角形内切圆的内部，垂直轴升力风机（I)通过齿轮箱（2)与同步发电机(3)连接，同步发电机(3)与电力输出端(7)连接，发电机控制系统(4)与同步发电机(3)连接，变桨控制系统(5)与垂直轴升力风机(I)连接，测风仪(6)同时与发电机控制系统(4)和变桨控制系统(5)连接。2.如权利要求I所述的一种垂直轴风力发电机的风速预测控制系统，其特征在于:所述测风仪(6)是采用WLAN以及TPC/IP协议的通信通道同时与发电机控制系统(4)和变桨控制系统(5)连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种垂直轴风力发电机的风速预测控制系统；该系统包括垂直轴升力风机、齿轮箱、同步发电机、发电机控制系统、变桨控制系统、测风仪和电力输出端；其中，所述的测风仪数量为三个，三个测风仪以垂直轴升力风机的旋转轴为轴心构成虚拟等边三角形，垂直轴升力风机位于虚拟等边三角形内切圆的内部，垂直轴升力风机通过齿轮箱与同步发电机连接，同步发电机与电力输出端连接，发电机控制系统与同步发电机连接，变桨控制系统与垂直轴升力风机连接，测风仪同时与发电机控制系统和变桨控制系统连接；本实用新型可以预先测得风向、风速信息，减少由于控制参数设置时间引起的控制参数落后于实时风速变化引起的电压波动，频率波动，风力机损耗。
【IPC分类】F03D9/25, F03D7/06
【公开号】CN205154504
【申请号】CN201520914472
【发明人】张建刚, 褚衍东, 安新磊, 常迎香, 杜文举
【申请人】兰州交通大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月17日