[发明专利]一种多叶轮风电系统的拱形框架支撑结构

说明书

本发明公开了一种的拱形框架支撑结构，多叶轮风力发电系统是将多行小机组安装在同一个支撑结构中实现风能到电能转换的系统。多叶轮风力发电系统的支撑结构由多个横向和纵向的拱形梁构成，小机组受到推力载荷传递至支撑结构，拱形框架支撑结构主要承受拉压方向的载荷，所受弯矩载荷大大降低，这样的受力情况比一般的桁架结构更合理，结构也较简单，工程上容易实现，有效降低了支撑结构的成本。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，涉及一种应用在多叶轮风力发电系统上拱形框架支撑结构。

背景技术

风电发展至今，机组大型化（单机容量增加）是解决机组开发成本问题最有效的途径。海上风电项目的不断开展使得机组大型化成为了必然的发展趋势。随着机组的容量的增加，传统的单一叶轮的风电机组的升级遇到的挑战也越来越严峻，机组载荷急剧增加，超长、超重叶片和超大扭矩给机组中的各个部件（如变桨执行机构，支撑结构等等）的设计、生产制造和安装等等带来了很多难题。

多叶轮风力发电系统是将多行小机组安装在同一个支撑结构中实现风能到电能转换的系统。多叶轮风力发电系统相比于传统单一叶轮的风电机组，无需使用超长、超重的叶片，也避免了超大扭矩的出现，为海上风电机组大型化，降低机组开发成本提供了一种可行的途径。

多叶轮风力发电系统的支撑结构和塔架的造价总和要高于传统单一叶轮的风电机组的塔架。因此，为了在确保支撑结构承载能力的前提下尽可能的降低支撑结构的成本，提高多叶轮风力发电系统的市场竞争力，多叶轮风力发电系统需要一种受力合理的支撑结构。

CN 205533018 U，CN 109219701 A，CN 107407259 A，CN 102322399 A，CN102305186 A，CN 102269113 A，CN 102269111 A和CN 107429661 A都提出了多叶轮风力发电机的形式。这些专利中使用的是传统单一叶轮风电机组采用的塔架结构再加上简单的悬臂梁结构作为主支撑结构。

CN 108368821 A公开一种风力发电站包括成行列布置的多个风轮机系统，并且包括具有至少一个线缆的线缆支撑系统。该专利中使用的是传统单一叶轮风电机组采用的塔架结构再加上简单的悬臂梁结构作为主支撑结构，塔架与基础面（即地面）直接还采用了线缆刚性连接。

CN 102305171 A和CN 102305172 A都公开了一种本发明公开了一种带有连杆的多转子风力发电系统。该专利中使用的是传统单一叶轮风电机组采用的塔架结构再加上简单的悬臂梁结构作为主支撑结构，悬臂梁与塔架之间添加了连杆。

CN 102305185 A和CN 102322397 A都公开了一种带有吊杆的多转子风力发电系统。该专利中使用的是传统单一叶轮风电机组采用的塔架结构再加上简单的悬臂梁结构作为主支撑结构，最上层悬臂梁与塔架顶端之间添加了连杆，悬臂梁与悬臂梁直接也添加了连杆。

上述的专利提到的支撑结构只适用于小型或者中小型多叶轮风电系统，而这些容量级别相比于单一叶轮机组来说，使用多叶轮结构的成效（降低机组成本）是微乎其微的，即没有必要使用多叶轮结构。而对于大型风电机组来说，上述的专利提到的支撑结构的受力形式是不合理的。

发明内容

优化多叶轮风力发电系统的支撑结构型式，使支撑结构受力情况变得更合理，减少所受的弯矩，从而在确保支撑结构承载能力的前提下，有效降低支撑结构的成本费用。

适用于多叶轮风力发电系统上的拱形框架支撑结构的方案是：

支撑结构（10）包含多个横向拱弦结构（8），纵向拱弦结构（13）和辅助连接杆件（12）。