[发明专利]风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电装置。

背景技术

随着风力发电技术的不断成熟和发电成本的不断降低，风力发电已成为人类消耗电能中最主要来源之一。风力发电主要依靠风力发电机组在风的作用下工作产生电能。风力发电是目前比较经济和容易实现大规模商业化的可再生能源，又属于绿色清洁能源。利用风力发电既可使丰富的风能自然资源造福于人类，又可减少对煤炭、石油等矿物燃料的消耗，能够缓解能源紧缺的压力，另外，还可以减少火力发电所带来的风尘、酸雨和温室效应等环境污染以及对气候的影响，有利于保护人类生存环境。

随着风力发电机组逐步向大功率发展，目前针对风力发电机组的主要研发方向是提高单机装机功率，通过增大风力发电机组的叶片长度，增加扫风面积，提供单机发电能力。然而，随着功率的进一步增大，叶片的直径和重量也相应地不断增加，风力发电机组的自身重量也将会大幅度增加，从而，导致各部件的制造难度和整机安装难度大幅度提高，使得风力发电机组进一步增大的潜力受到限制。

中国发明专利申请公布第CN101737261A号公开了一种多风轮风力发电机，该多风轮风力发电机包括机架、发电机、支撑杆、风轮、风舵以及使风轮能够万向转动的平面轴承，在机架上通过一个或多个支撑杆安装有多个风轮。风吹动风轮旋转，把风的动能转变成机械能，每个风轮通过驱动安装在支撑杆内的驱动轴驱动发电机的转子旋转并切割定子磁场产生电流，从而把机械能转化为电能，驱动发电机发电。由于机架上安装有多个风轮，多个风轮共同驱动一个发电机，从而减小了风轮直径，多风轮共同作用，增加了受风面积，提高了发电效率。然而，由于多个风轮共同驱动一个发电机发电，因此，对于发电机的容量要求较高，而且，大容量的发电机，无疑增加了发电机的尺寸，不便于机舱的总布置和安装。另外，多个风轮不论通过一个支撑杆或是通过多个支撑杆安装在机架上，多个风轮都是朝向同一方向，因此，多个风轮在运行时，会对机架产生相同的扭矩，从而，机架的机械稳定性不高，安全可靠性较差。

因此，迫切需要提供改进以克服现有技术中存在的以上问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种风力发电装置，在实现大功率输出的同时，确保整个风力发电装置的运行平稳。

为达成上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一方面提供了一种风力发电装置，其包括塔筒及第一风力发电机组，所述第一风力发电机组安装在所述塔筒上靠近顶部位置，所述第一风力发电机组在旋转发电时对塔筒产生第一扭矩，所述风力发电装置还包括安装在所述塔筒上顶部以下位置的至少一台第二风力发电机组，所述第二风力发电机组在旋转发电时对塔筒产生第二扭矩，所述第二扭矩与所述第一扭矩至少部分抵消。

优选地，所述至少一台第二风力发电机组中的其中一台安装在所述塔筒的中部位置，所述第一风力发电机组和所述第二风力发电机组的旋转方向相反。

优选地，所述风力发电装置设置具有配重的平衡器，所述平衡器通过控制配重的位置平衡所述风力发电装置的运行弯矩。

优选地，所述第一风力发电机组的重心靠近机舱尾部，所述第二风力发电机组的重心靠近机舱首部。

优选地，所述风力发电装置设置用于控制所述第一和第二风力发电机组的方向的偏航系统，在所述第一和第二风力发电机组停机状态下，所述偏航系统控制整机的重心偏向来风方向。

优选地，控制所述第一风力发电机组的轮毂位于所述塔筒的背风面，而控制所述第二风力发电机组的轮毂位于所述塔筒的迎风面。

优选地，所述第二风力发电机组与塔筒之间通过轴承实现机械连接并且通过电刷实现电连接，所述第二风力发电机组在所述偏航系统的控制下可绕所述塔筒转向任一方向。

优选地，所述第一风力发电机组与所述第二风力发电机组的轮毂均位于所述塔筒的背风面或者均位于所述塔筒的迎风面，通过同步控制所述第一风力发电机组与所述第二风力发电机组的叶片转动而减小第一和第二风力发电机组的叶片之间的相互干扰。

优选地，在所述第二风力发电机组的机舱上部开设有供检修人员进入的检修孔。

优选地，所述塔筒为一种可升降式塔筒，通过升降式塔筒调整所述第一和第二风力发电机组的高度。

优选地，所述塔筒安装在筒型基础上，所述筒型基础为大尺度、圆形或多边形复合筒型基础、或者为多个复合筒形基础的联合结构。

优选地，在所述塔筒与筒型基础之间和/或在所述第一、第二风力发电机组与塔筒之间设置有用于吸收和隔离振动能量的避振垫。