創(chuàng)新環(huán)境下的多元化戰(zhàn)略構(gòu)想——山東中泰集團(tuán)的垂直軸風(fēng)電技術(shù)及其發(fā)明探蹤

　　三是解決了傳動(dòng)軸的軸承不能承受巨重的難題。傳動(dòng)軸改用管材以后，軸承不堪負(fù)重的問題也迎刃而解。
　　四是解決了小功率發(fā)電機(jī)發(fā)電大型化的難題。中泰集團(tuán)的垂直軸風(fēng)電裝置，采用了多臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)智能控制多級(jí)發(fā)電系統(tǒng)。智能控制多級(jí)發(fā)電系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)軸底端的大盤齒輪和位于大盤齒輪四周的8個(gè)衛(wèi)星齒輪、轉(zhuǎn)速傳感器、電控離合器、可編程控制器PLC以及發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)速傳感器與中心齒輪相連，用于檢測(cè)中心齒輪的轉(zhuǎn)速；控制器用于接收轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速，并根據(jù)轉(zhuǎn)速控制齒輪與發(fā)電機(jī)離合。整個(gè)系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)速變化調(diào)控中心齒輪保持額定轉(zhuǎn)速，并指令多臺(tái)發(fā)電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。
　　這種智能化的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了中心齒輪的空載荷啟動(dòng)，降低了風(fēng)車啟動(dòng)對(duì)風(fēng)力的要求。可根據(jù)風(fēng)速變化調(diào)控中心齒輪保持額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，并可調(diào)節(jié)和帶動(dòng)多臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，有利于充分利用風(fēng)能資源，提高發(fā)電效率，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的單臺(tái)風(fēng)機(jī)發(fā)電容量大型化。
　　五是獨(dú)到的輸變電系統(tǒng)。中泰垂直軸風(fēng)電裝置使用半直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機(jī)，整流系統(tǒng)采用PWM-A/D整流系統(tǒng)，它由各自的PWM變流單元組成，而多重化PWM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)PWM的并聯(lián)，優(yōu)化波形，每一變流單元均受同一臺(tái)控制器控制。單臺(tái)變流單元故障或退出，不影響其它變流單元正常運(yùn)行；通過特殊設(shè)計(jì)，可以提供一定的冗余能力，使輸出更穩(wěn)定；采用PWM技術(shù)使輸出波形近似正弦，諧波小，效率高。

50MW特大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組示意圖
 

　　在運(yùn)行過程中，發(fā)電機(jī)D1—D4全部或部分投入運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，半直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機(jī)組D1發(fā)出頻率為30-50HZ、電壓為690V的三相交流電輸入PWM-A/D，由PWM-A/D實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)側(cè)的AC/DC穩(wěn)壓及升壓變換，直接形成1100VDC的電壓源。再由PWM-D/A逆變流器變換成穩(wěn)定電壓（如400-10000V）和頻率（f=50HZ）的三相交流電經(jīng)變壓器升壓后輸送到電網(wǎng)。如是非并網(wǎng)系統(tǒng)且是近距離小功率供電場(chǎng)所亦可取消升壓環(huán)節(jié)，向用戶直接供電，但需考慮供需平衡。