[发明专利]小功率电磁减速限压型风光互补发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及发电系统，特别是涉及一种小功率电磁减速限压型风光互补发电系统。

背景技术

如图1，小型风力发电机的转速与风速成正比，风速越高转速越快，而且风力机的输出电压是与风力机的转速成正比的，转速越快，则电压越高。

由于常规的小型风力发电机的转速不能及时准确的控制，造成风力发电机输出电压变化幅度很大，有时会远远超出允许的电压范围。而且在蓄电池发生过充电时，工作中的风力发电机也无法调整工作状态，严重影响系统的可靠性和安全性。有的系统增加直流泄荷负载进行电压控制，一方面这种消极泄放时，风力发电机仍在高速运行，影响安全性和寿命。另一方面泄荷器是一个热源，造成了新的不安全因素。

小型风力发电机为追求价格便宜，加工方便，绝大多数功率小于500W的机型均采用被动式风轮偏侧调速方式。即当风速达到预定值时，受风压驱动，风轮迎风而开始偏离风向，风轮减速，当风速达到停机风速时，风轮旋转到与风向平行的方向，使风轮停止转动，达到保护目的。这种偏离风向的调速方式，调速速度慢，调速范围不精确，且受风向变化影响大。

例如：输出充电电压额定值为42V(DC)，蓄电池组电压为36V(DC)的500W的小型风力发电机的额定转速为400r/min。

但在实际运行中，由于风速增速快于风轮偏侧调速，所以在调速过程中，发电机转速瞬时值可达到600r/min以上，甚至达到700r/min，远高于额定转速400r/min。

因此，造成发电机输出电压超出50V(DC)，瞬时可达80V(DC)。如果蓄电池脱离系统，如虚接或蓄电池失效，空载电压一般都在80V(DC)以上，瞬时值可达到150V(DC)。

这时系统中的控制器、逆变器均会因输入电压超压而损坏。

另外，当蓄电池已经充满时，如果仍然有风速较高的风，这时发电机仍将对蓄电池充电。因为发电机只随风速而调速，并不与蓄电池是否过充电相关联。所以很容易发生蓄电池过充电现象，损坏蓄电池或影响其寿命。

现在为防止过充电，许多小系统增加了直流泄荷负载，由控制器根据蓄电池电压状态来调控泄荷器工作状态。这种方式虽然有效果，但一方面风机仍在高速运转，继续充电也会影响风力发电机的寿命和安全；另一方面泄荷器是一个直流负载，是一个热源，造成了用户新的不安全因素，不是一个良好的作法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种小功率电磁减速限压型风光互补发电系统。

本发明的技术方案可以通过以下技术方案实现：小功率电磁减速限压型风光互补发电系统，包括至少一台风力发电机、至少一个太阳能发电组件、智能控制器、蓄电池，以及与交流负载连接的逆变器，所述的风力发电机整流后与太阳能发电组件并联，并通过智能控制器与蓄电池及逆变器连接，其特征在于，还包括电磁涡流减速器，该减速器同轴设于风力发电机的转子的轴上，并通过一开关电路与智能控制器连接；当风力发电机转速超速或蓄电池电压超过限定值时，智能控制器发出指令，导通开关电路，电磁涡流减速器工作，风力发电机产生的电流回馈给磁涡流减速器，对电磁铁励磁，形成涡流，涡流的反力矩使风力发电机的风轮减速或停机，实现风机超速时自动减速，或蓄电池发生过充电时自动限压，使风力机不论在何种情况下，其发电机转速和蓄电池电压始终不会超过设定值

所述的风力发电机上安装有电压传感器及风速传感器，上述传感器均与智能控制器连接。

与现有技术相比，本发明在原有发电系统的基础上增加了一套电磁涡流减速器，通过智能控制器的自动控制，实现风机超速或蓄电池发生过充电时减速或停机，使风力机不论在何种情况下，其发电机转速和蓄电池电压始终不会超过设定值，使其始终处于安全、可靠的工作状态，在不增加成本的前提下，实现小型风光互补系统的技术升级。

附图说明

图1为现有的光伏发电系统的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。