[发明专利]“集、控流变压流场”风电理论,改变了贝茨的“自然流场”风电理论

权利要求书

1.一种风力发电基础理论和系统工程技术，“集、控流变压流场系统”“垂直轴涡流风力机和多极差速发电机”风力发电系统，是二十一世纪新的风力发电基础理论和系统工程技术，其特征是：将自然界中单位面积内的气流的方向、速度与压力100％的改变和压缩，提高风能利用率和风能密度比。当高压气流通过涡流体时速度与压力随流压场的体积而改变，高压气流推动阻力型风力机做功，使阻力型风力机的风能转换率高于升阻型翼风力机达到0.90以上。多极差速发电机，适应在最小及最大风速工况下保持额定功率做功，实现单机组高容量装机，改变了风力发电基础理论和技术奠基人，德国著名物理科学家贝茨以自然流场为依据创立的“贝茨理论”，贝茨阐明“自然界中空气流动可认为是不可压缩的”，风力机从自然界中所获得的能量理论上最大值为0.593，其风能利用系数一般是0.45，而阻力型风力机的风能利用系数只有0.15左右的论点。

2.根据权利要求1所述的风力发电基础理论和系统工程技术，其特征是：“集、控流系统”，在集、控流系统中通过流压场的控制，可将自然界中单位面积内的气流100％的集中、控压、整流，改变了气流的方向、速度、压力与密度比，使应用于风力发电的风能效比提高8-64倍以上，使自然界中的气流成为可改变和可压缩的，否定了“贝茨理论”体系中的，在自然界中气流是不可压缩的论点。

3.根据权利要求1所述的风力发电基础理论和系统工程技术，其特征是：“垂直轴涡流风力机系统”，当高压气流通过气流道时，气流受限于气流道内的体积，体积改变时，气流的体积与压力随之改变，当高密度比风能通过时形成高压流区，气流道内的涡流风力机在高压气流压力的推动下，做退让运动，工况动损率小于0.05，使阻力型风力机的风能利用比超过0.95，垂直轴与涡流机串连时，质量中心重叠，径负荷和轴负荷最小，风力机、电机、传动效率的工损比最小，风能转换率总比超过了0.80，否定了“贝茨理论”体系中的，只有升阻翼型风力机的风能转换理论数值可达到0.593，而阻力型风力机的风能转换比只有0.15的论点。

4.根据权利要求1所述的风力发电基础理论和系统工程技术，其特征是：“多极差速系统”，在最小及最大风速切入工况下，采用多极差速发电机控制系统，保持不同工况下额定功率差速做功和输出，并保持恒频、恒速切换，使单机组容量达到5-10兆瓦以上装机，发电效益呈几何式增长，改变了单机效率低于10％的曲线工况效能。