[发明专利]太阳能、风力发电场并网发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及发电系统，特别是涉及一种与并网型风力发电机互联的太阳能、风力发电场并网发电系统。

背景技术

太阳能的使用主要分为几个方面：家庭用小型太阳能电站、大型并网电站、建筑一体化光伏玻璃幕墙、太阳能路灯、风光互补路灯、风光互补供电系统等，现在主要的应用方式为建筑一体化和风光互补系统。

现有的风光互补系统都局限在小功率发电，用于路灯、哨所、家用或一幢建筑使用；现有的并网型太阳能电站投资大，占用较多土地，要建变电站等设施，还要建输电线路，要有专人维护运营，而且并网型的大型太阳能电站没有和风资源互补。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不需要另外占用土地，节约投资，并能够将风力发电和光伏发电馈入电网，实现风能、太阳能一体化的太阳能、风力发电场并网发电系统。

技术解决方案：本发明包括并网型风力发电机组，在组成并网型风力发电机组的每一个风力发电机的塔架上均安装太阳能发电设备，塔架上至少安装有一层太阳能组件支撑架，每层支撑架上设置有多个太阳能电池板，太阳能电池板上的输出端与控制器连接，控制器通过逆变器、变压器与电网连接。

固定式结构的支撑架一端固定于风电机组塔架上，另一端与地面上的支柱连接，或支撑架一端固定于风电机组塔架上，另一端悬空设置。旋转式结构的支撑架和安装在塔架上的太阳能发电设备是通过旋转机构与塔架连接为一体。

旋转机构包括：回转支撑轴承、轴承内圈，外圈、减速机，塔架外表面设有回转支撑轴承，轴承内圈与风电机组塔筒联结，外圈与支撑架连接，减速机输出轴与外圈连接，电机固定在减速机上；或外圈与液压马达连接。

旋转机构包括，回转支撑轴承、轴承内圈，外圈，减速机，支撑轮，塔架外表面设有回转支撑轴承，轴承内圈与风电机组塔筒联结，外圈与支撑架连接，支撑轮与减速机输出轴连接，电机固定在减速机上，减速机与支撑架连接；或支撑轮与液压马达连接。

支撑架由放置太阳能电池板的框架、支撑杆组成，支撑杆为固定式或可调的伸缩式。

支撑架的材料采用钢材、铝合金、玻璃钢树脂。

安装与风电塔筒上的太阳能电池板可以并联放置，也可以串联放置，或者是先串联、再并联放置。

安装与风电塔架上的太阳能电池板支撑架可以是固定式结构：支撑架按照一定的方位角和倾斜角与塔筒固定联结。也可以是旋转式结构：支撑架通过旋转机构可以围绕塔筒轴线旋转。

固定式结构安装在塔架上的太阳能电池板通过支撑架以一定的方位角和倾斜角与发电机组的塔架联结，不能转动。固定太阳能电池板的支撑架可以悬空固定于风电机组塔架上，也可以使用固定在地面上的支柱支撑太阳能电池板。

旋转式结构塔架上设有旋转机构，旋转机构与支承架连接。旋转机构为塔架外表面设有回转支撑轴承，回转轴承内圈与发电机组塔筒联结，外圈与支承架联结。驱动装置是电机驱动也可以是液压驱动。驱动装置带动回转轴承转动，回转轴承与太阳能电池板支撑架联结，或者驱动装置带动支撑架转动，使得太阳能电池板也可以围绕塔架轴线转动，可以根据早晚阳光的照射角度不同跟踪太阳光，实现最大限度的利用光能。

本发明由于在风力发电机塔架上至少安装有一层支承架，支承架上设置有多个太阳能电池板，将太阳能并网系统和风力发电场结合起来，使光伏太阳能电池产生的电不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接馈入电网的发电系统组成的风光一体化发电场，可以单台机组使用组成一个小型风、光发电站，也可以多台机组同时使用组成一个大型风光一体化发电场。一体化风光发电系统的应用，对于推动我国节能环保事业的发展，促进资源节约型和环境友好型社会的建设，具有巨大的经济、社会和环保效益。

本发明的风电场建在哪里，太阳能电站自然就建到哪里，不占用土地，不用另外办征地手续，不用新建变电站，不用重新敷设电缆，在建设风电场的同时，也建设了太阳能电站，与风力发电场共用升压站及其它设施，与风力发电场一起维护，节约人力成本，形成大规模的风光一体化发电场，该发电场在无风期仍可以向电网输电，保证电网的平衡和电网安全。太阳能并网系统可以对公用电网起到调峰作用。太阳能电池板架设在高空，可以避免其它因素造成的损坏。

本发明同时还解决了风力发电场遇到电网突然故障造成的风机失控，太阳能发的电仍然可以保证风力发电机的安全控制，保证通讯系统、信号传输系统畅通；可以有效地解决风力发电场“低电压穿越”问题，所述的低电压穿越是：当电网出现故障导致电压跌落后，在低电压下风力发电机组如果纷纷脱网会带来系统暂态不稳定，并可能造成局部甚至是系统全面瘫痪，故人们开始关注风力发电机并网并相应提出了低电压穿越的要求。