[发明专利]联合聚风特大功率风力发电机组

摘要

一种“联合聚风特大功率风力发电机组”，其是将“联合聚风超大功率风力发电机组”原先设置在塔架上的“多发电机传动系统”转移设置在地面(下平台)上，并将联合聚风风力机组产生的联合动力由“主风轮轴”向下延伸完成传动；与前比较，其可使塔架的建设面积、体积、强度、成本与设备安装与维护的难度大幅度减低，同时消除了限制联合聚风风电机组实现更大功率设计的关键技术瓶颈，将使单机功率超过20…60…100兆瓦以上“特大功率风电机组”的设计应用成为现实，结合联合聚风风电技术其它综合优势群的共同作用其将使风电的上网电价低于煤电，在风力强盛地区或季节甚可大幅低于煤电，其大规模建设推广将使风电成为主力电源之一。

主权项

1、一种“联合聚风特大功率风力发电机组”，其是将“联合聚风超大功率发电机组”的“多发电机传动系统”结构从塔架全部转移设置在地面(或安装平台上)，其特征在于：其是通过“主风轮轴”向下延伸与在地面上[或安装平台上]设置的“多发电机传动系统”配合，而其它风力机的主体设计结构、出力方式、调控方式等大致不变，但也引起了部分结构、名称与功效的相应变化，其主体组成结构与主要创新与改变结构包括：(一)分风式风力机机舱；(二)设有桨叶伸缩调控系统的双桨轮风轮；(三)将相同规格“分风式风力机”进行间隔并列联合设置，形成“联合聚风风力机组”；(四)塔架与互连横梁；(五)通过延长的“主风轮轴”连接传动，使联合联动风力机产生的动力与设置在地面上的“多发电机传动系统”配合发电与调控，以下对上述五个功能结构的描述是：(一)分风式风力机机舱因为“联合聚风特大功率风力发电机组”的发电机全部设置在地面[或安装平台]上，因此可全部称为“分风式风力机”；分风式风力机机舱(也可简称为：分风机舱)是通过菱形或长菱形分风机舱体实现前后双方向的分风与机舱两侧的相邻聚风；小中型机组采用的分风机舱可将其建成菱形形态，大型、巨型机组及采用更大直径的桨轮风轮的风力机则将采用长菱形分风机舱设计形态，并采用将双桨轮风轮进行交错排列设置的形态；分风机舱的顶部一般设有机舱顶板；从俯视角度看菱形分风机舱的顶板如同一个菱形体，其左右两侧各有两个聚风斜面，左右两侧聚风斜面的实际交汇点构成分风机舱前后两端的分风角，两侧聚风斜面延伸虚拟交差点附近的机舱底板和顶板上，是桨轮风轮轴的安装处，其双桨轮风轮是以完全横向排列的方式安装的；长菱形分风机舱的顶板和底板如同在菱形分风机舱的中间加设了一个长方形的结构体，中间加设的一个长方形结构体是桨轮风轮的安装位置，其安装桨轮风轮轴的位置还可通过在两风力机之间设置的“互连横梁”进行加固加强，“互连横梁”同时可将相邻两风力机及将全部联合并联风力机进行横向连接加固；长菱形分风机舱的双桨轮风轮是采用错位的布置设置方式，其联合聚风排列后可使在各个分风机舱外部悬空的两个桨轮风轮相邻并列，如果形成“连动风力机组”形态其还将其进行相邻风轮齿轮的配合，实现联合传动形态；(二)设有桨叶伸缩调控系统的立式双桨轮风轮设有桨叶伸缩调控系统的立式双桨轮风轮可简单、准确、快速、有效、同步地调控桨轮风轮各个桨叶伸展幅面的大小变化，实现机组出力能力的变化调整；其小、中、大、巨型桨轮风轮可有不同的桨叶伸缩方式与设计结构，以适应不同的出力能力调控与桨轮风轮的规格设计需求；在分风机舱中部的底板与顶板之间并联设置立式双桨轮风轮，分风机舱的聚风斜面或直面可遮挡住桨轮风轮半部分旋转弧面体，悬空在分风机舱以外的双桨轮风轮桨叶可承接分风机舱联合并列设置后形成的最窄通道内的聚集气流(聚风)，可使其能够按照不同季节的风向变化，来回双向冲击桨轮风轮的外部悬空桨叶，形成最大的转换出力；桨轮风轮可分为中心大辊筒型、中心中辊筒型和中心小辊筒型等不同的结构设计形态；在小、中、大中心辊筒的周边均匀分布设有3-6个、大直径风轮可设置6-8个、更大直径可设置8-10个乃至更多个以相同直径方向设置的桨叶，在双桨轮风轮上采用的中心辊筒直径、高度、桨叶设置数量与设计规格相同，为了加强各个桨叶的乘风支撑强度和方便对桨叶进行伸缩调控，在桨轮风轮的纵向中部可间隔均布设置1-多层支撑圆环(或板)；其“伞式桨叶伸缩控制系统”可将各个方向的桨轮风轮上的桨叶同时、同速、同位、统一化一的地向中心方向收缩移动，使桨轮风轮上的各个桨叶乘风幅面减小到实现全无；或相同方式实现反方向的伸桨移动调控与位置随时固定；可实现“辊内缩桨”、“重叠缩桨”、“双叠缩桨”、“三叠缩桨”等；同一组连动风力机组上的双桨轮风轮一般需要同时进行上述相同方式的桨叶伸缩控制；其可由发电机输出功率的反馈信号实现自动控制，或配合必要的手动电动控制；(三)将相同规格“分风式风力机”进行间隔并列联合设置，形成“联合聚风风力机组”结构部分；由各个“分风式风力机”进行间隔并列相同高度联合设置，形成“联合聚风风力机组”，其相邻机组之间可产生相互聚风效果；并且可通过采用将“主风轮齿轮”同时与左右若干个“分风式风力机”上的“风轮齿轮”咬合配合，实现一体化联合传动的“连动风力机组”形态；(四)塔架与互连横梁结构部分通过塔架与基础实现分风式风力机(分风机舱)的高举；对一个分风机舱的支撑最经济的方法是采用前后2个塔架，也可采用1个塔架实现支撑，对于更高大与更宽大的分风机舱和采用联合一体化传动方式的“连动风力机组”来讲，可采用将整个联合排列的各个机组机舱地板、顶部用1-2个“互连横粱”进行相邻机组之间的串联固定，使其形成相互依靠的、横向一体化的稳定结构体；还可在“互连横粱”上设置风力机机械制动系统；(五)通过延长的“主风轮轴”连接传动使联合联动风力机的动力与设置在地面上的“多发电机传动系统”配合发电与配合调控结构部分：该部分是本发明最主要的创新部分，其通过将实现联合动力输出的“主风轮轴”向下延伸，将联合聚风风力机组产生的联合动力直接传递到地面(或安装平台上)，并通过与在地面上(或安装平台上)设置的、与原有的联合聚风风力发电机组所描述的“多发电机传动系统”设计形态与功能大致相同的系统装置完成风力发电目的与配合调控目的。