本發(fā)明設置一種風力發(fā)電的原油儲存罐加熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

一般現(xiàn)有的原油儲存罐的加熱系統(tǒng)皆為使用市電交流電為其輸入的電源，但是市電多為火力發(fā)電產(chǎn)生的電能，存在污染嚴重、用電成本較高等問題。鑒于上述問題提出一種通過風力發(fā)電機為原油儲存罐的加熱系統(tǒng)供電的方案。

然而，風電是不穩(wěn)定的能源，風速較大或風速較低時，發(fā)電裝置均不能為電加熱管提供穩(wěn)定的工作電壓。原油儲存罐的加熱系統(tǒng)為重要負荷，當其突然斷電時，容易發(fā)生事故，針對上述風電裝置受自然風速影響，導致供電不穩(wěn)定問題，本申請?zhí)岢龅囊环N風力發(fā)電的原油儲存罐加熱系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保、用電成本低、供電可靠性高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以降低電加熱管用電成本，節(jié)能環(huán)保、具有較高用電可靠性的原油儲存罐的加熱系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種風力發(fā)電的原油儲存罐加熱系統(tǒng)，包括：風力發(fā)電系統(tǒng)、電加熱管、熱介質(zhì)儲存罐、溫度傳感器、溫控儀、高壓循環(huán)泵和電磁閥；電加熱管和高壓循環(huán)泵由風力發(fā)電系統(tǒng)供電，設置在熱介質(zhì)儲存罐內(nèi)，加熱介質(zhì)儲存罐與原油儲存罐外地加熱層之間安裝高壓循環(huán)泵，溫度傳感器將檢測到的溫度信號傳遞給溫控儀，溫控儀控制循環(huán)泵的啟動或關(guān)閉。

加熱介質(zhì)儲存罐底部設置有一條導管，導管一端與加熱介質(zhì)儲存罐連接，另一端與高壓循環(huán)泵連接，高壓循環(huán)泵另一端與原油儲存罐的加熱層之間設置有另一導管，該另一導管一端與高壓循環(huán)泵連接，另一端與原油 儲存罐的加熱層相連。

電磁閥與高壓循環(huán)泵相連，當溫控儀通過溫度傳感器檢測到熱介質(zhì)儲存罐中熱介質(zhì)的溫度低于第一溫度閾值時，開啟電磁閥，啟動高壓循環(huán)泵；當溫控儀通過溫度傳感器檢測到熱介質(zhì)儲存罐中熱介質(zhì)的溫度高于第二溫度閾值時，關(guān)閉電磁閥和高壓循環(huán)泵。

風力發(fā)電系統(tǒng)包括風力發(fā)電機、控制器、整流裝置、逆變裝置、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、電容、功率變換單元和逆變器；控制器通過風速檢測裝置檢測風速，由控制器根據(jù)風機的轉(zhuǎn)速將風力發(fā)電機的運行狀態(tài)設置為三種運行模式，并根據(jù)運行模式控制第一開關(guān)和第二開關(guān)的開斷或閉合；整流裝置將風力發(fā)電機第二定子產(chǎn)生的交流電變換為直流電給電容充電；逆變裝置將電容輸出的直流電變換為交流電給第二定子供電；功率變換單元將第一定子輸出的交流電壓轉(zhuǎn)化為原油儲存罐加熱系統(tǒng)的電加熱管額定工作電壓。

風力發(fā)電機包括風葉、軸、轉(zhuǎn)子、第一定子、第二定子和風速檢測裝置，其特征在于：第一定子、轉(zhuǎn)子、第二定子呈筒狀，且第一定子上設置有多個凸出部，各凸出部沿周向呈對稱分布且凸出部上設有定子繞組，轉(zhuǎn)子上設置有多個永磁體，永磁體分別向第一定子外側(cè)及第二定子內(nèi)側(cè)延伸，第二定子上設置有多個凸出部，各凸出部沿周向呈對稱分布且凸出部上設有定子繞組，第二定子凸出部向轉(zhuǎn)子外側(cè)延伸；轉(zhuǎn)子直徑大于第一定子直徑，小于第二定子直徑；風葉帶動風力發(fā)電機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電動勢。

風力發(fā)電機共有三種運行方式，當風速檢測裝置檢測到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過電機額定轉(zhuǎn)速時，風力發(fā)電機切換為第一種運行方式工作，此時，第二定子和轉(zhuǎn)子組成發(fā)電機為電容充電，同時，第一定子和轉(zhuǎn)子組成發(fā)電機為原油儲存罐的加熱系統(tǒng)供電；當風速檢測裝置檢測到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于電機額定轉(zhuǎn)速時，風力發(fā)電機切換為第二種運行方式工作，此時，第二定子由電容供電和轉(zhuǎn)子組成電動機，帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，提升轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，同時，第一定子和轉(zhuǎn)子組成發(fā)電機為原油儲存罐的加熱系統(tǒng)供電；當風速檢測裝置 檢測到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速接近電機額定轉(zhuǎn)速時，風力發(fā)電機切換為第三種運行方式工作，此時，僅由第一定子和轉(zhuǎn)子組成發(fā)電機為原油儲存罐加熱系統(tǒng)的電加熱管供電。

風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子包括兩對永磁體，第一定子上包含四個對稱設置的定子繞組，每個定子繞組纏繞在第一定子上的凸出部上，第二定子上包含四個對稱設置的定子繞組，每個定子繞組纏繞在第二定子上的凸出部上。

當風力發(fā)電機故障時，控制器控制第四開關(guān)閉合，由電容通過逆變器為原油儲存罐的加熱系統(tǒng)電加熱管供電。

風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子包括兩對永磁體，第一定子上包含四個對稱設置的定子繞組，每個定子繞組纏繞在第一定子上的凸出部上，第二定子上包含四個對稱設置的定子繞組，每個定子繞組纏繞在第二定子上的凸出部上。風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子包括三對永磁體，第一定子上包含六個對稱設置的定子繞組，每個定子繞組纏繞在第一定子上的凸出部上，第二定子上包含六個對稱設置的定子繞組，每個定子繞組纏繞在第二定子上的凸出部上。

第一開關(guān)和第二開關(guān)均采用三極開關(guān)，采用連鎖控制方式，當?shù)谝婚_關(guān)閉合時，第二開關(guān)斷開，當?shù)诙_關(guān)閉合時，第一開關(guān)斷開，保證轉(zhuǎn)子和第二定子僅工作在一種狀態(tài)，或作為電動機運行狀態(tài)，或作發(fā)電機運行狀態(tài)。

實施本發(fā)明具有以下有益效果，當風力較大，風力發(fā)電機過發(fā)電時，通過風力發(fā)電機的第二定子繞組將多余的電能存儲下來，提高了風能利用率，同時，利用第二定子由于發(fā)電運行產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩，抑制風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速避免了飛車事故的發(fā)生，當風力較小，風力發(fā)電機運行在欠發(fā)電時，第二定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成電動機，利用第二定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子運行，提高風機轉(zhuǎn)速，避免風力發(fā)電機產(chǎn)生的電能不穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的第一實施例的系統(tǒng)圖；

圖2為本發(fā)明風力發(fā)電機結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖3為風力發(fā)電的原油儲存罐加熱系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明：圖1為本發(fā)明的第一實施例：圖1中一種為原油儲存罐加熱系統(tǒng)供電的風力發(fā)電系統(tǒng)，它

包括風葉31，軸32、轉(zhuǎn)子33、第一定子34、第二定子35、控制器36、風速檢測裝置37、整流裝置38、逆變裝置39、第一開關(guān)40、第二開關(guān)41、第三開關(guān)42、第四開關(guān)45、電容43、功率變換單元44和逆變器46。

風葉由自然風驅(qū)動帶動轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)軸帶轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電磁場切割第一定子和第二定子產(chǎn)生感應電動勢。當風速檢測裝置檢測到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過電機額定轉(zhuǎn)速時，控制器根據(jù)該檢測信號，發(fā)出控制指令使第一開關(guān)閉合，第二定子上繞組與電容構(gòu)成閉合回路，感應的電動勢轉(zhuǎn)化為感應電流向電容供電。同時，第二電子繞組上產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢抑制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，第一定子和轉(zhuǎn)子組成發(fā)電機通過功率變換單元向電加熱管提供電能。當風速檢測裝置檢測到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于電機額定轉(zhuǎn)速時，控制器根據(jù)該檢測信號，發(fā)出控制指令使第二開關(guān)閉合，第一開關(guān)斷開，第二定子上繞組與電容構(gòu)成閉合回路，電容通過逆變裝置產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電磁場，該電磁場旋轉(zhuǎn)方向與電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相同，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩帶動電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，提升轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，第一定子和轉(zhuǎn)子組成發(fā)電機通過功率變換單元向電加熱管提供電能。當風速檢測裝置檢測到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速接近于電機額定轉(zhuǎn)速時，控制器根據(jù)該檢測信號，發(fā)出控制指令使第一開關(guān)和第二開關(guān)斷開，此時，僅有第一定子和轉(zhuǎn)子工作，第一定子和轉(zhuǎn)子組成發(fā)電機通過功率變換單元向電加熱管提供電能。當風力發(fā)電機發(fā)生故障時，第四開關(guān)閉合，由電容通過逆變器為電加熱管供電。

第一開關(guān)和第二開關(guān)均采用三極開關(guān)，采用連鎖控制方式，當?shù)谝婚_關(guān)閉合時，第二開關(guān)斷開，當?shù)诙_關(guān)閉合時，第一開關(guān)斷開，保證轉(zhuǎn)子和第二定子僅工作在一種狀態(tài)，或作為電動機運行狀態(tài)，或作發(fā)電機運行狀態(tài)。第一開關(guān)和第二開關(guān)均與控制器相連，根據(jù)控制器的指令斷開或閉合，第一開關(guān)的U相第一端與第二定子繞組的U相輸出端相連，第一開關(guān) 的V相第一端與第二定子繞組的V相輸出端相連，第一開關(guān)的W相第一端與第二定子繞組的W相輸出端相連，第一開關(guān)的U相第二端、V相第二端和W相第二端分別與整流裝置對應相的輸入端相連，第二開關(guān)的U相第一端與第二定子繞組的U相輸出端相連，第二開關(guān)的V相第一端與第二定子繞組的V相輸出端相連，第二開關(guān)的W相第一端與第二定子繞組的W相輸出端相連，第二開關(guān)的U相第二端、V相第二端和W相第二端分別與逆變裝置對應相的輸入端相連。第一定子、轉(zhuǎn)子、第二定子呈筒狀，且第一定子上設置有多個凸出部，各凸出部沿周向呈對稱分布且凸出部上設有定子繞組，轉(zhuǎn)子上設置有多個永磁體，永磁體分別向第一定子外側(cè)及第二定子內(nèi)側(cè)延伸，第二定子上設置有多個凸出部，各凸出部沿周向呈對稱分布且凸出部上設有定子繞組，第二定子凸出部向轉(zhuǎn)子外側(cè)延伸。轉(zhuǎn)子直徑大于第一定子直徑，小于第二定子直徑。風葉帶動風力發(fā)電機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電動勢。

圖2為本發(fā)明風力發(fā)電機結(jié)構(gòu)的俯視圖，其中第一定子、轉(zhuǎn)子、第二定子呈筒狀，且第一定子上設置有多個凸出部，各凸出部沿周向呈對稱分布且凸出部上設有定子繞組，轉(zhuǎn)子上設置有多個永磁體，永磁體分別向第一定子外側(cè)及第二定子內(nèi)側(cè)延伸，第二定子上設置有多個凸出部，各凸出部沿周向呈對稱分布且凸出部上設有定子繞組，第二定子凸出部向轉(zhuǎn)子外側(cè)延伸。轉(zhuǎn)子直徑大于第一定子直徑，小于第二定子直徑。風葉帶動風力發(fā)電機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電動勢。

圖3為一種風力發(fā)電的原油儲存罐加熱系統(tǒng)，包括：風力發(fā)電系統(tǒng)、電加熱管、熱介質(zhì)儲存罐、溫度傳感器、溫控儀、高壓循環(huán)泵和電磁閥；電加熱管和高壓循環(huán)泵由風力發(fā)電系統(tǒng)供電，設置在熱介質(zhì)儲存罐內(nèi)，加熱介質(zhì)儲存罐與原油儲存罐外地加熱層之間安裝高壓循環(huán)泵，溫度傳感器將檢測到的溫度信號傳遞給溫控儀，溫控儀控制循環(huán)泵的啟動或關(guān)閉。