一种新型风力发电系统的制作方法

    专利2025-07-29  26


    本技术涉及一种发电系统,尤其是涉及一种新型风力发电系统,属于绿色新能源发电领域。


    背景技术:

    1、众所周知,风能作为一种清洁、可靠的可再生能源,对环境的保护及能源的可持续发展有着重要的意义。与地面低空风能相比,高空风能具有风速更快、更稳定且储量更为丰富的优点,高空风能的开发和利用有着广阔的前景。在对风力发电规划设计的同时,如何捕获高空风能并产生持续稳定的电力转换是当前高空风能资源利用的一个关键问题。当前,诸多电力企业在使用风能进行发电时,都会出现风机暂态压力不稳定的现象,其在一定程度上引起了企业管理层人员的高度重视,各电力企业若想加强电网机制的销售,便需要注重电子电力技术在风力发电中的应用。另外,电力电子技术的应用有助于降低风能消耗。虽然风能属于可再生新能源,但是其发电过程中应该注重能源消耗问题,尽可能借助电力电子技术提高风能向电能的转换率,以便于提高风能利用率,减少风能消耗,从而有助于降低生态环境污染。

    2、现有技术,如cn204267218u涉及一种风力发电装置,包括:主框架、翼形板、发电装置及伞翼,主框架由两个直立翼及一个裙翼固接而成;翼形板安装于两个直立翼之间;翼形板通过转动轴与两个直立翼活动连接;转动轴连接有驱动电机,驱动电机与直立翼固接;发电装置安装于翼形板的板面上,包括风扇叶片、电动/发电机及支撑架,风扇叶片与电动/发电机连接,电动/发电机通过支撑架与翼形板垂直固接;支撑架上装有用于检测翼形板当前位置的重力感应器;伞翼通过伞绳与两个直立翼的上端连接;驱动电机、电动/发电机及重力感应器通过传输线与终端的控制系统及电力系统连接。cn102001431a公开一种三叶型推进发电两用式风帆,它主要由固定在船体甲板(10)上的发电机组(1)和风帆转动机构(9),与风帆转动机构(9)转动连接的且只朝设计方向转动的风帆桅杆(2),设在风帆桅杆(2)上部通过第一推进发电帆面连接杆(4)与之相连的第一推进发电帆面(3),通过第二推进发电帆面连接杆(11)与之相连的第二推进发电帆面(5),通过第三推进发电帆面连接杆(7)与之相连的第三推进发电帆面(8),以及装在所述的风帆桅杆顶部的风力风向采集及分析系统(6)构成。cn106218849a公开一种空中风能电站式飞行器与空中固定飞行器装置,包括有飞行器(1)或浮升体(20)、控制系统(4)、推进系统(5);特征是:空中风能飞行器还包括有空中风力发电系统(2)、动力电能的储蓄系统(3)、接地接水系统(6);其中动力推进系统(5)包括有电推进飞行系统(5.1)。在接地接水系统(6)连接地面易被连接物体(12)、空中固定飞行器装置(13)、水体(14)后,它就处于静止状态,就能进行空中风力发电。空中风电充满动力电能的储蓄系统(3)后再供给电推进飞行系统(5.1)使用,驱动飞行。cn105756853a公开了一种风筝发电机控制系统,包括用于检测风筝发电机翼伞迎风角和侧风角的角度传感器、用于检测风筝发电机翼伞下操纵绳所受到的力大小的力传感器、用于对角度传感器和力传感器输出信号进行放大处理的信号放大电路、用于对信号放大电路输出的信号进行滤波处理的滤波电路、用于将滤波电路输出的信号转换为数字信号的模数转换电路、用于接收模数转换电路输出的数字信号后进行处理分析的控制器,控制器的输出端接有电机驱动器,所述电机驱动器与伺服电机相接,伺服电机连接有与用于调整风筝发电机翼伞下操纵绳以控制所述翼伞的空中姿态的减速机构。

    3、然而,上述现有技术并没有采用测量高空风向、气压,并结合辊子联动式发电结构以及电力电子结构实现利用高空风能获得稳定的电力能源。


    技术实现思路

    1、为了解决现有技术中存在的缺陷,本实用新型公开一种新型风力发电系统,其技术方案如下:

    2、一种新型风力发电系统,包括伞翼姿态控制系统和地面发电控制系统,两个系统各自搭载独立的控制器,系统之间通过无线通信实现数据的交互、控制状态的相互耦合,其特征为:所述伞翼姿态控制系统包括第一控制器、传感器、步进电机、伞翼;所述传感器将采集的高空环境参数传输给第一控制器,所述第一控制器输出驱动信号给步进电机的驱动控制器实现伞翼姿态控制;所述地面发电控制系统包括第二控制器、发电机,所述第二控制器通过离合装置控制发电机齿轮的啮合状态实现对发电机的状态控制;所述伞翼通过线缆与发电机的辊子相连,通过辊子控制伞翼的收放状态,使伞翼做往复运动。

    3、优选为:还包括移动电源为地面发电控制系统供电。

    4、优选为:所述地面发电控制系统采用双辊子联动机构,两个辊子各连接一组伞翼牵引装置,辊子和发电电机通过第二控制器控制离合状态;在发电系统运行时,一组伞翼处于上升状态,驱动发电机发电,并牵引另一组伞翼下降收线,从而两个辊子在工作工程中始终转向相反。

    5、优选为:所述传感器包括气压传感器,所述气压传感器采用ms5534b数字式气压传感器;通过第一处理器周期读取ms5534b输出的绝对气压数据,获得伞翼姿态控制过程中的飞行高度数据。

    6、优选为:所述第一控制器通过spi接口与气压传感器ms5534b连接,ms5534b的mclk为主时钟、频率范围为30~35khz,由第一控制器引脚mco提供。

    7、优选为: 所述传感器还包括超声波传感器,在与伞翼刚性连杆连接的平板位置等距安装4个收发一体的超声波探头,每个超声波探头向另外两个超声波探头发送超声波信号,或接收另外两个超声波探头发送的信号,4个超声波共8个超声波信号。

    8、优选为:所述超声波传感器采用控制器控制cpld和ad9754数模转换器产生300khz方波信号驱动超声波传感器工作。

    9、有益效果

    10、采用测量高空风向、气压,并结合辊子联动式发电结构以及电力电子结构实现利用高空风能获得稳定的电力能源。



    技术特征:

    1.一种新型风力发电系统,包括伞翼姿态控制系统和地面发电控制系统,两个系统各自搭载独立的控制器,系统之间通过无线通信实现数据的交互、控制状态的相互耦合,其特征为:所述伞翼姿态控制系统包括第一控制器、传感器、步进电机、伞翼;所述传感器将采集的高空环境参数传输给第一控制器,所述第一控制器输出驱动信号给步进电机的驱动控制器实现伞翼姿态控制;所述地面发电控制系统包括第二控制器、发电机,所述第二控制器通过离合装置控制发电机齿轮的啮合状态实现对发电机的状态控制;所述伞翼通过线缆与发电机的辊子相连,通过辊子控制伞翼的收放状态,使伞翼做往复运动。

    2.根据权利要求1所述的一种新型风力发电系统,其特征为:还包括移动电源为地面发电控制系统供电。

    3.根据权利要求1所述的一种新型风力发电系统,其特征为:所述地面发电控制系统采用双辊子联动机构,两个辊子各连接一组伞翼的牵引装置,辊子和发电机通过第二控制器控制离合状态;在发电系统运行时,一组伞翼处于上升状态,驱动发电机发电,并牵引另一组伞翼下降收线,从而两个辊子在工作工程中始终转向相反。

    4.根据权利要求1所述的一种新型风力发电系统,其特征为:所述传感器包括气压传感器,所述气压传感器采用ms5534b数字式气压传感器;通过第一处理器周期读取ms5534b输出的绝对气压数据,获得伞翼姿态控制过程中的飞行高度数据。

    5.根据权利要求1所述的一种新型风力发电系统,其特征为:所述传感器还包括超声波传感器,在与伞翼刚性连杆连接的平板位置等距安装4个收发一体的超声波探头,每个超声波探头向另外两个超声波探头发送超声波信号,或接收另外两个超声波探头发送的信号,4个超声波共8个超声波信号。

    6.根据权利要求1所述的一种新型风力发电系统,其特征为:所述第一控制器通过spi接口与气压传感器ms5534b连接,ms5534b的mclk为主时钟、频率范围为30~35khz,由第一控制器引脚mco提供。

    7.根据权利要求5所述的一种新型风力发电系统,其特征为:所述超声波传感器采用控制器控制cpld和ad9754数模转换器产生200khz方波信号驱动超声波传感器工作。


    技术总结
    本技术公开一种新型风力发电系统,包括伞翼姿态控制系统和地面发电控制系统,两个系统各自搭载控制器,系统之间通过无线通信实现数据交互;伞翼姿态控制系统包括第一控制器、传感器、步进电机、伞翼;传感器将采集的高空环境参数传输给第一控制器,第一控制器输出驱动信号给步进电机的驱动控制器实现伞翼姿态控制;地面发电控制系统包括第二控制器、发电机,第二控制器通过离合装置控制发电机齿轮的啮合状态实现对发电机的状态控制;伞翼通过线缆与发电机的辊子相连,通过辊子控制伞翼的收放状态,使伞翼做往复运动。本发明采用测量高空风向、气压,并结合辊子联动式发电结构以及电力电子结构实现利用高空风能获得稳定的电力能源。

    技术研发人员:刘玉华,刘广亮
    受保护的技术使用者:北京尚甲新能源科技有限公司
    技术研发日:20230928
    技术公布日:2024/4/29
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