[發明專利]一種水平軸風力發電機組葉片疲勞降載裝置及方法

在審

• 申請號: 202010778737.1
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111810354A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 鄭磊;任革學;許世森;郭小江;丁坤;王茂華;陳曉路;史紹平
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能集團技術創新中心有限公司;華能新能源股份有限公司;華能國際電力股份有限公司江蘇清潔能源分公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D7/02;F03D80/70;F03D13/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發明提供的一種水平軸風力發電機組葉片疲勞降載裝置及方法，包括葉片疲勞降載裝置本體，所述葉片疲勞降載裝置本體安裝在葉根法蘭和變槳軸承法蘭之間；所述疲勞降載裝置本體包括殼體結構和滑塊回復力系統，存在多組所述滑塊回復力系統沿端面圓周方向均勻布置在殼體結構中、相鄰兩根連接螺栓之間；所述滑塊回復力系統由滑塊和回復力提供組件組成，每個滑塊通過回復力提供組件分別連接在殼體結構的側壁上；所述殼體結構的頂部內表面與滑塊的上表面相接觸，殼體結構的底部內表面與滑塊的下表面相接觸。該裝置的研發，無需介入整機、葉片設計環節，可獨立實現；該裝置的安裝，無需介入葉片生產環節，不影響葉片自身的安全性。

技術領域

本發明涉及風力發電機組葉片降載，特別涉及一種水平軸風力發電機組葉片疲勞降載裝置及方法。

背景技術

隨著水平軸風力發電機組單機容量大型化、輕量化的發展趨勢不斷推進，機組設計制造技術進展顯著，葉片長度增加、機組功率增大、部件重量減輕、關鍵部位安全裕度降低，結構也逐漸展現出非線性特性。葉片作為機組載荷的主要來源，其自身以及傳遞的載荷下降會給部件結構優化提供更大的空間，對于機組服役期滿的延壽評估、技改后的功率提升都會產生顯著影響，是機械系統精細化設計中的重要方面。

機組載荷分為極限載荷和疲勞載荷。通常情況下，降低極限載荷可以通過調整葉片氣動外形和/或結構剛度、機組控制策略等方法得以實現，需要在整機、葉片設計階段迭代完成。鑒于現有設計優化技術的成熟，采用成型產品改造的方法，可以獲得的效果十分有限。而降低疲勞載荷除使用上述方法外，還可以通過增加結構阻尼、動力吸振裝置等方法實現，能夠在設計完成后加以改造。

現在風力發電機組葉片主體結構中并未包含獨立可實現降載功能的裝置，相關專利應用非常少。能夠查到的技術方案包含以下幾種情況：

1)通過機組控制策略調整降低載荷

在機組關鍵部位貼裝載荷傳感器，監控機組載荷。定義極限載荷、安全因子、載荷觸發標志。當載荷觸發時，采取相應的控制，降低機組極限載荷。

發明名稱：風力發電機組基于葉根載荷與塔架載荷的降載控制方法(公開號CN108180111A)

2)通過葉片阻尼控制調整降低載荷

采集葉片振動加速度值，與預設參考值進行比較，調整葉片減振控制系統的阻尼，減小葉片振動。

發明名稱：一種風力發電機組葉片減振控制方法及系統(公開號CN104033334A)

3)通過增加葉片阻尼耗散降低載荷

在葉片內部安裝預應力纜繩，纜繩將葉片振動通過動滑輪組放大后，帶動電渦流阻尼旋轉，從而耗散能量，減小葉片振動。

發明名稱：一種大型風電葉片預應力索多向減振裝置及連接方法(公開號CN109058049B)

專利1)和2)都是利用控制系統調整降低葉片載荷，控制策略的確定對于載荷降低程度影響顯著，相關研發過程屬于技術核心，需要同整機、葉片設計聯合開發，周期較長。專利3)是利用增加結構阻尼耗散降低葉片載荷，需要在葉片生產階段實施技改，相關連接位置的安全性需單獨校核。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水平軸風力發電機組葉片疲勞降載裝置及方法，解決了現有降低機組載荷所采用的手段存在周期長、效率低的缺陷。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明提供的一種水平軸風力發電機組葉片疲勞降載裝置，包括葉片疲勞降載裝置本體，所述葉片疲勞降載裝置本體安裝在葉根法蘭和變槳軸承法蘭之間；

所述疲勞降載裝置本體包括殼體結構和滑塊回復力系統，其中，所述滑塊回復力系統設置有多組，且沿圓周方向均布在殼體結構的內腔中；