[發明專利]一種抗強風型風力發電機組

無效

• 申請號: 201310082180.8
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN103147923A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 查俊;相海軍;周鵬;郭廷福;郭立權
• 申請（專利權）人: 江蘇新譽重工科技有限公司;新譽集團有限公司
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D1/06;F03D11/04;F03D7/04;H02K13/00
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 路接洲

技術領域

本發明涉及一種抗強風型風力發電機組，特別是沿海地區經常受到臺風侵襲的風力發電機組。

背景技術

世界各國的沿海地區大多風能資源豐富，但土地資源稀缺，沿海的高山和海島通常交通條件不便，并且地形地貌不規整，不可能在陸地成片地建設風電場，這給機組的安裝、使用、維護帶來很大的困難，也對機組的可靠性提出了較高的要求。在這樣的地區建立風電場要求機組重量不能太重，葉片的長度不能太長，否則機組將無法安裝。此外在每年的夏季這些地區均會受到臺風的襲擊，臺風中機組都會遭到不同程度的破壞。因此，對于在這一地區使用的包括海上風機在內的機組，必須滿足一些特殊的要求，除能適應鹽霧和高溫、高濕環境外，在某些地區比如我國的東南沿海地區還要求能抵御強臺風。

風力發電機組中最常使用的是水平軸風力機，這種風機隨風輪與塔筒相對位置的不同而有上風向與下風向之分。風輪在塔筒的前面迎風旋轉，稱為上風向風力機。風輪安裝在塔筒的下風位置的，則稱為下風向風力機。上風向風力機必須有某種調向裝置來保持風輪迎風，這種被稱為偏航系統的調向裝置結構復雜，運行可靠性也易受外部條件的影響。特別是在強風的工況下，通常此時電網已經停電，若要求偏航系統始終保證風輪迎風，其難度是非常大的，而一旦偏航系統停止工作，隨風向轉動的機艙極有可能造成扭纜等故障。

下風向風力機能夠自動對準風向，在臺風到來時，可防止風力發電機組機艙側面正對強風，從而減小強風施加給機艙的傾覆力矩；但在自然偏航的情況下，若風向變化過于劇烈也會產生較大的陀螺力矩，對機組造成危害。

法國在先申請FR2916785A1《Large?size?wind?turbine?setting?down?and?raising?device,has?leg?supporting?tower?of?wind?turbine?at?level?of?separator?when?tower?is?horizontal?and?blades?of?nacelle?are?on?ground?and?protected》（大型風輪機下降和提升裝置，當塔筒處于水平和機艙的葉片位于地面受保護時由支撐腿支撐風輪機的塔筒位于水平）公開了一種風力發電機組，其技術方案是在臺風前將風力發電機組放倒，但這僅僅適用于小功率的風力發電機組，同時這種方法操作起來非常麻煩。

專利號為CN02816941.7的中國在先申請《逆風型風力渦輪機及其操作方法》，其技術方案是在正常情況下風力發電機為上風向工作，而在遇到臺風時，偏航系統自動將風輪轉到下風方向，此后偏航系統采用自然偏航方式，這種方式可降低風輪上風方向的負載，但在自然偏航時，極有可能發生電纜扭結的現象。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種抗強風型風力發電機組，提高機組在強風工況下的自適應能力。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種抗強風型風力發電機組，具有塔筒、位于塔筒頂部的機艙、位于機艙前端的風輪，所述風輪具有分段式葉片，所述葉片具有可拆卸的尖部，所述風輪帶動的發電機輸出的電能經整流裝置及斬波裝置轉換為高壓直流電，輸出高壓直流電的兩根直流電纜與電刷電連接，兩條環形導電軌安裝在塔筒的外壁上，沿兩條環形導電軌圓周交錯分布的兩組電刷在環形導電軌的鋼帶表面接觸并滑行并將高壓直流電傳送到環形導電軌上，兩根輸電電纜分別與兩條環形導電軌電連接。

進一步地，所述風力發電機組在臺風到來前所述葉片的尖部被拆卸，所述塔筒上部由拉索拉緊固定在地錨上，所述風力發電機組在臺風到來后采用下風向自然偏航方式。當臺風過后可解除拉索，并重新安裝葉片的尖部，風力發電機組重新開始正常的工作。

進一步地，所述風力發電機組的偏航制動器中的減速制動部件采用與安全制動部件不同的制動部件。當失去液壓后減速制動依然能有效提供必要的阻尼，使設備處于安全狀態。

進一步地，兩條環形導電軌的外側安裝有防護罩。

進一步地，所述風力發電機組的偏航制動器中的減速制動部件采用碟簧裝置。

本發明的有益效果是：本發明使用分段式葉片，葉片的尖部可拆卸，在臺風到來之前將葉片尖部拆除，并將分段式葉片的分段處的端口密封，還可用多根拉索將塔筒上部緊固在地錨上。風輪帶動的發電機輸出的電能經整流裝置及斬波裝置轉換為高壓直流電，輸出高壓直流電的直流電纜只需2根，兩根直流電纜與電刷電連接，電刷與環形導電軌滑動接觸，并通過輸電電纜傳輸到變電站，經過變流后的電能輸送給電網，提高了機組在強風工況下的自適應能力。

附圖說明