[发明专利]一种机舱带有辅助支撑结构的双风轮风电机组

说明书

本发明公开了一种机舱带有辅助支撑结构的双风轮风电机组，包括前风轮、后风轮、机舱、后部机舱支撑结构、前部机舱支撑结构、偏航系统和塔筒；塔筒呈上下两段结构，下段的塔筒设置在地面上，下段的塔筒通过偏航系统连接上段的塔筒；机舱设置在塔筒的上端，机舱的前后两侧分别设置有前部机舱支撑结构和后部机舱支撑结构进行支撑，前部机舱支撑结构的一端连接机舱的前侧部位，前部机舱支撑结构的另一端连接上段的塔筒；后部机舱支撑结构的一端的连接机舱的后侧部位，后部机舱支撑结构的另一端连接上段的塔筒；前风轮的前轮毂连接机舱的前端部位，后风轮的后轮毂连接机舱的后端部位。解决了气动效率和结构稳定性的矛盾。

技术领域

本发明属于风电技术领域，具体属于一种机舱带有辅助支撑结构的双风轮风电机组。

背景技术

双风轮风电机组是一种新型的风能利用装置，它具有两个风轮，可在同平面布置也可在不同平面布置，分别形成并列式和串列式两种结构。并列式双风轮并未增大风能吸收面积，且两风轮容易产生结构干扰，风轮直径难以做到很大，这种结构的风能利用系数和发电量并未实现很大提升。而串列式双风轮结构的两个风轮不受结构方面限制，风轮前后布置可以有效吸收前风轮的剩余风能，实现风能梯级利用，提高风能利用系数和发电量。

虽然串列式双风轮的风轮布置受结构影响较小，但两风轮间存在气动干扰。为减小气动干扰影响，理论上两个风轮应增大间距。这将增大两风轮间机舱尺寸，提高机舱质量，对塔筒、基础结构造成很大影响，容易发生结构失稳，并导致风电机组支撑结构成本大幅提升。因此，对于串列式双风轮风电机组，提高气动性能与提高结构稳定性存在矛盾，且这种矛盾随着机组容量、风轮直径增大而更加明显。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种带有机舱辅助支撑结构的双风轮风电机组，风轮系统采用双风轮结构，在机舱下端增加辅助支撑结构，解决了气动效率和结构稳定性之间的矛盾，在增大双风轮间距，提高风能利用效率的同时，保证机组稳定性满足要求，有利于双风轮风电机组的大型化。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机舱带有辅助支撑结构的双风轮风电机组，包括前风轮、后风轮、机舱、后部机舱支撑结构、前部机舱支撑结构、偏航系统和塔筒；

所述塔筒呈上下两段结构，下段的塔筒设置在地面上，下段的塔筒通过偏航系统连接上段的塔筒；

所述机舱设置在塔筒的上端，所述机舱的前后两侧分别设置有前部机舱支撑结构和后部机舱支撑结构进行支撑，所述前部机舱支撑结构的一端连接机舱的前侧部位，前部机舱支撑结构的另一端连接上段的塔筒；所述后部机舱支撑结构的一端的连接机舱的后侧部位，后部机舱支撑结构的另一端连接上段的塔筒；

所述前风轮的前轮毂连接机舱的前端部位，所述后风轮的后轮毂连接机舱的后端部位。

优选的，所述下段的塔筒与偏航系统之间通过塔筒法兰进行连接。

优选的，所述机舱为整体机舱或分段机舱；所述分段机舱分为前段机舱和后段机舱，所述前段机舱连接前部机舱支撑结构，所述后段机舱连接后部机舱支撑结构，所述前段机舱和后段机舱之间间隙设置。

优选的，所述前风轮与后风轮的旋转方向相反。

优选的，所述前风轮的叶片与前轮毂的连接部位设置有变桨系统，所述变桨系统对前风轮的叶片进行变桨控制；所述后风轮的叶片与后轮毂的连接部位设置有变桨系统，所述变桨系统对后风轮的叶片进行变桨控制。

优选的，所述前风轮和后风轮的叶片数量为1～4片，所述前风轮和后风轮的叶片材质为木质、玻璃纤维或碳纤维。

优选的，所述前风轮的直径范围为20～300米，前风轮与后风轮的直径比为0.1～10。

优选的，所述后部机舱支撑结构和前部机舱支撑结构的数量为1个或多个。