[发明专利]可调节翼叶片、其控制方法、控制装置和风力发电机组

说明书

本发明提供一种可调节翼叶片、其控制方法、控制装置和风力发电机组。调节翼叶片包括：叶片主体；至少一个辅助翼型段，辅助翼型段设置在叶片主体的吸力面或压力面侧且与叶片主体隔开，辅助翼型段的前缘设置为相对于叶片主体的后缘更靠近叶片主体的前缘，辅助翼型段的后缘设置为相对于叶片主体的前缘更靠近叶片主体的后缘；旋转机构，旋转机构将叶片主体和辅助翼型段彼此连接，并能够旋转以使辅助翼型段相对于叶片主体绕叶片主体的展向旋转到贴附叶片主体的预定位置。根据本发明的可调节翼叶片可以提升风能捕捉能力，避免叶片的长度过长，避免使用双叶轮系统造成的复杂机械及电气结构，对于塔架和地基造成的载荷增加也可控制在一定范围内。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体地说，涉及一种可调节翼叶片、可调节翼叶片的控制方法、可调节翼叶片的控制装置和风力发电机组。

背景技术

随着风力发电市场发展得越来越成熟，风力发电机组也经常会被应用于年平均风速较低的风区。为了在这样的风区捕获更多的风能，风力发电机组的叶片被设计得越来越长。

随着叶片的延长，导致生产叶片模具的成本增加。另外，随着叶片的延长，叶片的重量也增加，导致运输难度和运输成本也会增加。

目前，为了避开叶片的延长导致的问题，主要采用双叶轮、双传动机构和双发电机组的方式来捕获更多的风能。

然而，上述方式中采用的双叶轮系统增加了机组的复杂程度，并且双叶轮系统对塔架和地基的承载能力要求也成双倍增加。因此，有必要研发一种更适用于年平均风速较低的风区的风力发电机组的叶片。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提升风能捕捉能力的可调节翼叶片、可调节翼叶片的控制方法、可调节翼叶片的控制装置和风力发电机组。

根据本发明的一方面，一种可调节翼叶片包括：叶片主体；至少一个辅助翼型段，辅助翼型段设置在叶片主体的吸力面或压力面侧且与叶片主体隔开，辅助翼型段的前缘设置为相对于叶片主体的后缘更靠近叶片主体的前缘，辅助翼型段的后缘设置为相对于叶片主体的前缘更靠近叶片主体的后缘；旋转机构，旋转机构将叶片主体和辅助翼型段彼此连接，并能够旋转以使辅助翼型段相对于叶片主体绕叶片主体的展向旋转到贴附叶片主体的预定位置。

可选地，旋转机构旋转可以以使辅助翼型段在第一状态和第二状态之间切换。当辅助翼型段位于叶片主体的吸力面侧时，在第一状态，辅助翼型段位于叶片主体的吸力面侧的中部并且与叶片主体分隔开，在第二状态，辅助翼型段靠近叶片主体的前缘。当辅助翼型段位于叶片主体的压力面侧时，在第一状态，辅助翼型段位于叶片主体压力面侧的中部并且与叶片主体分隔开，在第二状态，辅助翼型段靠近叶片主体的后缘。

可选地，辅助翼型段的翼型的弯度可大于叶片主体的翼型的弯度。

可选地，在与叶片主体的展向垂直的同一横截面上，叶片主体的弦长可以为c1，在第一状态，旋转机构的最小高度为h，其中，满足h＞0.3c1。

可选地，在第一状态，辅助翼型段的弦向与叶片主体的弦向基本上平行，其中，在与叶片主体的展向垂直的同一横截面上，叶片主体的弦长为c1，在第二状态，辅助翼型段与叶片主体的前缘或者辅助翼型段与叶片主体的后缘之间的间隙为g，其中，满足g≤0.5％c1。

可选地，在第一状态，旋转机构距叶片主体的前缘的距离大于或等于叶片主体的弦长的30％。

可选地，当可调节翼叶片仅包括一个辅助翼型段时，沿着叶片主体的展向上，辅助翼型段的起始端设置在叶片主体的最大弦长位置处。

可选地，当可调节翼叶片包括至少两个辅助翼型段时，在叶片主体的展向上，至少两个辅助翼型段中的最靠近叶片主体的叶根的辅助翼型段的起始端设置在叶片主体的最大弦长位置处，至少两个辅助翼型段中的其余辅助翼型段更靠近叶片主体的叶尖方向排布。