[发明专利]一种风电互补动力系统及其控制方法

权利要求书

1.一种风电互补动力系统，其特征在于，包括：

风力机(1)，所述风力机(1)具有风力机输出轴；

电磁式离合器(2)，所述电磁式离合器(2)具有离合器输入轴和离合器输出轴；

双动力耦合器(3)，所述所述双动力耦合器(3)具有两个动力输入轴和一个动力输出轴；

传动轴(4)，所述传动轴(4)具有传动轴输入端和传动轴输出端；

控制器(5)，所述控制器(5)具有信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端和第三信号输出端；

所述风力机输出轴连接所述离合器输入轴，所述离合器输出轴连接传动轴输入端，所述传动轴输出端连接双动力耦合器(3)的一个动力输入轴，所述双动力耦合器(3)的另一个动力输入轴连接有变频电动机(10)；

所述风力机(1)的输出轴上设置有用于监测风力机输出轴转速的编码器(6)，所述编码器(6)的信号输出端与控制器(5)的信号输入端电连接，所述控制器(5)的第一信号输出端连接所述电磁式离合器(2)的信号输入端，所述控制器(5)的第二信号输出端连接变频电动机(10)的信号输入端。

2.根据权利要求1所述的风电互补动力系统，其特征在于，还包括缓速制动器(7)，所述缓速制动器(7)设置于所述风力机输出轴的外侧，所述缓速制动器(7)用于限制所述风力机输出轴的转速在设定范围内。

3.根据权利要求1所述的风电互补动力系统，其特征在于，还包括换向器(9)，所述换向器(9)具有竖向的换向器输入轴和横向的换向器输出轴；所述风力机(1)为垂直轴风力机(1)；所述换向器输入轴连接所述垂直轴风力机(1)的风力机输出轴，所述换向器输出轴连接电磁式离合器(2)的输入端。

4.根据权利要求1所述的风电互补动力系统，其特征在于，所述传动轴(4)的外侧设置有电磁式抱闸器(8)，所述控制器(5)的第三信号输出端连接所述电磁式抱闸器(8)的信号输入端，所述控制器(5)控制电磁抱闸器的开闭。

5.一种风电互补动力系统的控制方法，其特征在于，基于权利要求1所述的风电互补动力系统，所述控制方法包括以下步骤：

步骤一，编码器(6)采集当前风力机输出轴的转速信号，发送至控制器(5)，控制器(5)将转速信号转换成当前风速；

步骤二，控制器(5)根据当前风速，控制电磁式离合器(2)的离合或调节变频电动机(10)的电源频率，具体为：

当V＞A时，控制器(5)控制电磁式离合器(2)处于分离状态，调节变频电动机(10)的电源频率，使变频电动机(10)输出功率等于双动力耦合器(3)额定输出功率；

当B＜V≤A时，控制器(5)控制电磁式离合器(2)处于闭合状态，切断变频电动机(10)，使风机输出轴的输出功率等于双动力耦合器(3)额定输出功率；

当C＜V≤B时，控制器(5)控制电磁式离合器(2)处于闭合状态，调节变频电动机(10)的电源频率，使风机输出轴的输出功率与变频电动机(10)输出功率之和等于双动力耦合器(3)额定输出功率；

当V≤C时，控制器(5)控制电磁式离合器(2)处于分离状态，调节变频电动机(10)的电源频率，使变频电动机(10)输出功率等于双动力耦合器(3)额定输出功率；

其中，V为当前风速，A为第一阈值，B为第二阈值，C为第三阈值，且A、B和C满足：C＜B＜A。

6.根据权利要求5所述的风电互补动力系统的控制方法，其特征在于，第一阈值A为17.1m/s，第二阈值B为5.5m/s，第三阈值C为3.4m/s。

7.根据权利要求5所述的风电互补动力系统的控制方法，其特征在于，步骤2中，当D＜V≤A时，控制器(5)控制缓速制动器(7)制动，电磁式离合器(2)处于闭合状态，切断变频电动机(10)，使风机输出轴的输出功率等于双动力耦合器(3)额定输出功率；其中，D为第四阈值，且B＜D≤A。

8.根据权利要求7所述的风电互补动力系统的控制方法，其特征在于，第四阈值D为15m/s。