CN111089029A - 风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组 - Google Patents

风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组，导流装置包括导风屏和斜拉索，斜拉索的第一端固定到风力发电机组的塔筒，斜拉索的第二端固定到地面，导风屏设置在相邻的两个斜拉索之间，形成相对于竖直方向倾斜的导流面。根据本发明的风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组，可改变风力发电机组周围的流场，增加实际流经叶轮的风速，增加发电量。

Description

风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组
技术领域
本发明涉及一种风力发电机组的导流装置、用于风力发电机组的导流装置的控制方法以及包括导流装置的风力发电机组。
背景技术
在大型风力发电机组中，为了节约风力发电机组的塔筒材料，并降低塔筒制造成本和运输成本，可采用较窄的塔筒，并在塔筒上设置斜拉索结构，例如，如图1所示，通过与竖直方向成一定夹角的三根多股钢丝绳索将塔筒拉紧固定到地面，从而减少塔筒底部与地面之间的力矩与载荷，提高塔筒的稳定性。
然而，在具有这种结构的风力发电机组中，由于钢丝绳索的限制，可能导致叶片的扫风面积较小，影响风力发电机组的发电量。
发明内容
为了解决上述叶片的扫风面积较小而影响风力发电机组的发电量的问题，本发明提供一种风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组。根据本发明的风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组，可改变风力发电机组周围的流场，增加实际流经叶轮的风速，增加发电量。
本发明的一方面提供一种风力发电机组的导流装置，导流装置包括导风屏和斜拉索，斜拉索的第一端固定到风力发电机组的塔筒，斜拉索的第二端固定到地面，导风屏设置在相邻的两个斜拉索之间，形成相对于竖直方向倾斜的导流面。
优选地，导流装置还可包括收放装置，收放装置可连接到导风屏，可沿平行于导流面的方向收起和展开导风屏。
优选地，斜拉索的数量可大于两个，每两个相邻的斜拉索之间均可设置有导风屏。
优选地，收放装置可包括第一定滑轮和牵引绳索，第一定滑轮可固定在塔筒上靠近斜拉索的第一端的位置，牵引绳索可绕过第一定滑轮，固定连接到导风屏，以通过牵拉和释放牵引绳索来控制导风屏的收起和展开。
优选地，导风屏的两个侧边上可分别设置有至少一个导风屏连接件，导风屏连接件可将导风屏连接到斜拉索，并且能够在斜拉索上滑动，牵引绳索的第一端可固定连接到导风屏连接件，牵引绳索的第二端可绕过第一定滑轮。
优选地，收放装置还可包括第二定滑轮，第二定滑轮可固定在靠近斜拉索的第二端的位置，牵引绳索的第一端可绕过第二定滑轮，牵引绳索的位于第一定滑轮与第二定滑轮之间的部分可固定连接到导风屏的最上侧或最下侧，牵引绳索的第二端可绕过第一定滑轮，以通过牵拉和释放牵引绳索的两端来控制导风屏的收起和展开。
优选地，收放装置可包括第一导风屏导轨和第一滑动件，第一导风屏导轨可沿着水平方向安装在相邻的两个斜拉索的第一端之间，第一滑动件可连接到导风屏的顶部，并且沿着第一导风屏导轨能够滑动，以在第一滑动件沿着第一导风屏导轨滑动时带动导风屏的顶部展开或收起。
优选地，收放装置还可包括第二导风屏导轨和第二滑动件，第二导风屏导轨可沿着水平方向安装在相邻的两个斜拉索的第二端之间，第二滑动件可连接到导风屏的底部，并且沿着第二导风屏导轨能够滑动，以在第二滑动件沿着第二导风屏导轨滑动时带动导风屏的底部展开或收起。
优选地，各导风屏同时收起或展开。
本发明的另一方面提供一种用于风力发电机组的导流装置的控制方法，导流装置包括导风屏、斜拉索和收放装置，斜拉索的第一端固定到风力发电机组的塔筒，斜拉索的第二端固定到地面，导风屏设置在相邻的两个斜拉索之间，形成相对于竖直方向倾斜的导流面，收放装置连接到导风屏，沿平行于导流面的方向收起和展开导风屏，控制方法包括：采集风力发电机组的发电功率；比较所采集的发电功率与风力发电机组的额定功率，根据比较结果控制导风屏的展开程度。
优选地，根据比较结果控制导风屏的展开程度的步骤包括：判断风力发电机组的发电功率是否达到额定功率，若发电功率未达到额定功率，则使导风屏处于展开状态；若发电功率达到额定功率，则检测环境风速，并根据环境风速控制导风屏的展开程度。
优选地，根据环境风速控制导风屏的展开程度的步骤包括：将检测的环境风速转化为实际的环境风速，判断实际的环境风速是否达到额定风速，若实际的环境风速达到额定风速，则检测发电功率达到额定功率的时长，根据所述时长控制导风屏的展开程度；若实际的环境风速未达到额定风速，则使导风屏处于展开状态。
优选地，检测发电功率达到额定功率的时长，根据所述时长控制导风屏的展开程度的步骤包括：若所检测的时长大于等于阈值，则使导风屏处于收起状态；若所检测的时长小于阈值，则使导风屏处于展开状态。
优选地，根据比较结果控制导风屏的展开程度的步骤包括：当所采集的发电功率大于额定功率时，判断导风屏是否完全收起，若导风屏完全收起，则使导风屏保持当前状态；若导风屏未完全收起，则向导流装置输入收起导风屏的控制信号，使得导风屏收起至使得所采集的发电功率等于额定功率的程度；当所采集的发电功率等于额定功率时，使导风屏保持当前状态；当所采集的发电功率小于额定功率时，判断导风屏是否完全展开，若导风屏完全展开，则使导风屏保持当前状态；若导风屏未完全展开，则向导流装置输入展开导风屏的控制信号，使得导风屏展开至使得所采集的发电功率等于额定功率的程度。
优选地，控制信号为控制导流装置展开或收起导风屏的速率的信号。
本发明的另一方面提供一种风力发电机组，风力发电机组包括如上所述的导流装置。
根据本发明的风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组，可改变风力发电机组周围的流场，增加实际流经叶轮的风速，增加发电量。
此外，根据本发明的风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组，可在风速较小时，展开导风屏，实现导流，增加发电量；可在风力发电机组满发后，收起导风屏，避免由于超高的风速对导风屏表面及导风屏的支撑装置带来的载荷过大而不利于保持整个风力发电机组的结构稳定性。
此外，根据本发明的风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组，可根据环境风速和风力发电机组的工作状态来精确、适时地控制导流装置。
附图说明
图1是具有斜拉索结构的风力发电机组的示意图。
图2是根据本发明的实施例的具有导流装置的风力发电机组的示意图。
图3是示出根据本发明的实施例的导流装置的导流作用的示意图。
图4是根据本发明的实施例的导流装置的局部示意图。
图5是根据本发明的实施例的导流装置的收放装置的第一示例的示意图。
图6是根据本发明的实施例的导流装置的收放装置的第二示例的示意图。
图7是根据本发明的实施例的导流装置的收放装置的第三示例的示意图。
图8是图7中的收放装置的B部分的局部放大图。
图9是根据本发明的实施例的导流装置的控制方法的第一示例的流程图。
图10是根据本发明的实施例的导流装置的控制方法的第二示例的流程图。
图11示出根据本发明的实施例的导流装置的控制方法的第二示例的控制系统框图。
图12和图13分别示出根据本发明的实施例的导流装置的控制方法中控制信号v和导风屏的展开程度h随时间的变化趋势。
附图标号说明：
10：导风屏，11：导风屏连接件，20：斜拉索，30：收放装置，31：第一定滑轮，32：牵引绳索，33：动力装置，34：第二定滑轮，35：第一导风屏导轨，36：第一滑动件，37：第二导风屏导轨，38：第二滑动件。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述本发明的实施例，在附图中示出了本发明的示例性实施例。在附图中，对部分组件的与描述无关或者重复设置的部分进行了省略。
下面将参照图2至图8详细描述根据本发明的实施例的风力发电机组的导流装置的具体构造。
根据本发明的实施例的风力发电机组的导流装置可包括导风屏10和斜拉索20。斜拉索20的第一端固定到风力发电机组的塔筒，斜拉索20的第二端固定到地面，导风屏10设置在相邻的两个斜拉索20之间，形成相对于竖直方向倾斜的导流面。
导风屏10可通过斜拉索20支撑，形成相对于竖直方向倾斜的导流面，以使流经导流面的风朝向风力发电机组的叶轮方向流动，从而，由于靠近导流面的风受到挤压而改变流向，使得风的来流加速流向叶轮(如图3所示)，实现导流作用，提高风力发电机组的发电量。
在本发明中，如图2所示，斜拉索20的第一端可通过固定装置固定到风力发电机组的塔筒(例如，塔筒的中段或下段)，斜拉索20的第二端可固定到地面。这里，斜拉索20可以是风力发电机组的现有的斜拉索结构。
在本发明的实施例中，导风屏10的侧边可固定到斜拉索20。导风屏10可以使用具有较大强度的轻质不透风材料形成，例如，可使用硬质板状材料形成，但是优选地，导风屏10可使用诸如阻燃布、碳纤维布等的柔性不透风材料形成。此外，如图2所示，斜拉索20的数量至少为两个，以在两侧支撑导风屏10。当斜拉索20的数量为三个以上时，可在每两个相邻的斜拉索20之间均设置有导风屏10，以对来自不同方向的风进行导流。但是，也可以只在一部分斜拉索20之间设置有导风屏10。
此外，优选地，导风屏10可形成为沿着斜拉索20能够滑动，如图4所示，导风屏10可通过导风屏连接件11连接到斜拉索20，这里，导风屏连接件11可以是套在斜拉索20上的可滑动环，但是不限于此。导风屏连接件11可沿着斜拉索20滑动，当通过导风屏连接件11将导风屏10连接到斜拉索20时，导风屏10可随着导风屏连接件11在斜拉索20上滑动而展开或折叠，如此，可在环境风速较小时，展开导风屏，实现导流作用，而在环境风速较大、风力发电机组达到满发风速后，使导风屏折叠收起，避免由于超高的风速对导风屏表面及支撑导风屏的斜拉索带来的载荷过大而不利于保持整个导流装置的结构。
尽管在此描述了通过斜拉索20与形成为滑动环的导风屏连接件11实现滑动，但本发明不限于此，例如，导风屏连接件11也可以是在导风屏10的侧部设置的滑块，在斜拉索20上形成与滑块配合的导轨，从而实现导风屏连接件11沿斜拉索20的滑动。
在上面描述的导风屏10可展开和收起的实施例中，可通过人工手动将导风屏10铺开并进行固定而后通过手动拆卸和收起来实现上述收放导风屏的操作，此外，优选地，为了提高效率，根据本发明的导流装置还可包括用于收起和展开导风屏10的收放装置30。
下面将参照图5至图8具体描述根据本发明的导流装置的收放装置30的示例。为了清楚地示出各部件之间的连接关系，图5和图6仅示出导流装置的沿着斜拉索20和竖直方向形成的平面截取的截面图。
收放装置30可连接到导风屏10，沿平行于导风屏10的导流面的方向收起和展开导风屏10。
在图5所示的第一示例中，收放装置30可包括第一定滑轮31和牵引绳索32。第一定滑轮31可固定在塔筒上靠近斜拉索20的连接到塔筒的第一端的位置。牵引绳索32的第一端固定连接到导风屏10，其第二端可绕过第一定滑轮31，作为受力端接收外部施加的力，以通过牵拉和释放牵引绳索32来控制导风屏10的收起和展开。牵引绳索32可以是钢丝索、链条等。
相应地，导风屏10的两个侧边上可分别设置有至少一个导风屏连接件11，如上所述，导风屏连接件11能够沿着斜拉索20滑动，具体地，可在导风屏10的两个侧边的最上侧的位置分别设置一个导风屏连接件11。相应地，导风屏10两侧分别设有第一定滑轮31和牵引绳索32，两个牵引绳索32的第一端分别固定连接到位于导风屏10的两个侧边的最上侧的两个导风屏连接件11上，通过牵拉两个牵引绳索32的第二端使位于导风屏10的最上侧的两个导风屏连接件11沿着斜拉索20滑动，从而带动整个导风屏10自下而上展开；通过释放两个牵引绳索32的第二端，导风屏10可通过自身的重力落下，堆叠在导流装置的底部。这种情况下，可使导风屏连接件11与斜拉索20之间的摩擦系数尽可能小，以使导风屏10能够顺利地落下。通过上述收放装置30，可在地面上控制导风屏10的收起和展开，便于人员操作。
在图5的示例中，由于导风屏10自下而上展开，因此导风屏10的上边的长度应基本接近或略小于两个相邻的斜拉索20的第二端(即，底端)之间的距离，从而可允许导风屏10堆叠在导流装置的底部。
在上述示例中，可通过人工等拉动牵引绳索32实现导风屏10的收放，在这种情况下，可在地面或塔筒上设置固定装置，使得在导风屏10完全展开后，将牵引绳索32的受力端固定在固定装置上，以保持导风屏10展开的状态。
为了进一步优化控制导风屏10的收放，收放装置30还可包括提供拉力的动力装置33。牵引绳索32的受力端(上述的第二端)可连接到动力装置33，通过动力装置33牵拉或释放牵引绳索32的受力端。如图5所示，动力装置33可靠近塔筒设置，以节约动力，但不限于此，也可根据需要改变动力装置33的位置。作为示例，动力装置33可以是卷扬机或类似的电动设备，但不限于此。
上面描述了导风屏10可通过自身的重力落下，然而，为了使导风屏10更顺利地收起，如图6所示，根据本发明的第二示例的收放装置30还可包括第二定滑轮34，第二定滑轮34固定在斜拉索20的第二端(即，底端)或靠近斜拉索20第二端的地面上。绕过第一定滑轮31的牵引绳索32的第一端沿着斜拉索20延伸绕过第二定滑轮34。牵引绳索32的位于第一定滑轮31与第二定滑轮34之间的部分(例如，图6中的P点)固定连接到位于导风屏10的最上侧的导风屏连接件11。如此，可通过相对地牵引和释放牵引绳索32的靠近第一定滑轮31的第二端和靠近第二定滑轮34的第一端，收起和展开导风屏10。
具体来说，当将拉力施加到牵引绳索32的第二端时，可使牵引绳索32的第一端处于释放状态，从而向上拉动导风屏10，使导风屏10展开。当释放牵引绳索32的第二端时，可将拉力施加到牵引绳索32的第一端，从而拉动导风屏10自上而下收至底部。
在此示例中，收放装置30也可包括动力装置33，牵引绳索32的第一端和第二端均固定到动力装置33，并且牵引绳索32上的P点至第二端的长度应大于等于第一定滑轮31和第二定滑轮34之间的距离与第一定滑轮31和动力装置33之间的距离之和，牵引绳索32上的P点至第一端的长度应大于等于第一定滑轮31和第二定滑轮34之间的距离与第二定滑轮34和动力装置33之间的距离之和。在动力装置33为类似卷扬机的机构的情况下，如图6所示，当动力装置33顺时针转动时，牵引绳索32自第二端开始缠绕在动力装置33的旋转轴上，导风屏10随着牵引绳索32的固定点P的上升而向上展开；当动力装置33逆时针转动时，牵引绳索32自第一端开始缠绕在动力装置33的旋转轴上，导风屏10随着牵引绳索32的固定点P的下降而向下收回。
上面参照图5和图6描述了通过收放装置30控制导风屏10自下而上展开、自上而下收起，但是导风屏10的收放形式不限于此。
例如，在图5和图6所示的示例中，牵引绳索32的端部或固定点P可固定连接到导风屏10的最下侧的两个导风屏连接件11，导风屏10的顶部可通过绑扎等方式固定到两个斜拉索20的第一端(即，顶端)之间(例如，固定到两个斜拉索20的第一端之间的塔筒上)。在这种情况下，可通过牵引绳索32牵拉或释放导风屏10的最下侧的两个导风屏连接件11，从而使导风屏10自上而下展开或自下而上收起。此外，在导风屏10的上边被固定的示例中，导风屏10可呈梯形形状，与图5和图6所示的示例相比，可节约导风屏的材料。
此外，导风屏10还可沿水平方向侧向展开和收起。具体来说，如图7和图8所示，根据本发明的第三示例的收放装置30可包括第一导风屏导轨35和第一滑动件36，第一导风屏导轨35沿着水平方向安装在相邻的两个斜拉索20的第一端之间，第一滑动件36连接到导风屏10的顶部，并且第一滑动件36能够沿着第一导风屏导轨35滑动，从而在第一滑动件36沿着第一导风屏导轨35滑动时带动导风屏10的顶部展开或收起。作为示例，第一导风屏导轨35可以为绳索或硬质管，第一滑动件36可以为连接环。
在图7的示例中，可设置有至少一个第一滑动件36，在使用时，可通过调整各第一滑动件36沿着第一导风屏导轨35滑动而使导风屏10的顶部展开或收起，例如，可将导风屏10的顶部的一侧固定，通过调整设置在导风屏10的顶部的另一侧的第一滑动件36调整导风屏10的展开或收起。这里，可通过手动或电动的方式控制第一滑动件36的滑动。在导风屏10的顶部展开后可通过固定导风屏10的底部的两个角部使导风屏10保持展开状态。
此外，优选地，收放装置30还可包括第二导风屏导轨37和第二滑动件38，第二导风屏导轨37沿着水平方向安装在相邻的两个斜拉索20的第二端之间，第二滑动件38连接到导风屏10的底部，并且沿着第二导风屏导轨37能够滑动，以在第二滑动件38沿着第二导风屏导轨37滑动时带动导风屏10的底部展开或收起。在此情况下，导风屏10的顶部和底部均可通过滑动件连接到导风屏导轨，并且能够在顶部的第一滑动件36和底部的第二滑动件36的同时带动下整体展开和收起。在这样的示例中，可完全通过电动的方式控制导风屏10的收放并能够保持导风屏10的状态。
如图2至图8中所示，根据本发明的导流装置可包括围绕塔筒设置的多个导风屏10，多个导风屏10可同时收起或展开。例如，多个导风屏10中的相邻导风屏10的相邻的侧边可通过共同的导风屏连接件11连接到位于二者之间的斜拉索20，因此，如图2至图6所示，可通过三个牵引绳索32控制三个导风屏10的收放，在此情况下，可将三个牵引绳索32的受力端连接到同一动力装置33，以实现多个导风屏10同时收放。
在本发明的用于风力发电机组的导流装置中，根据导风屏的大小及其角度的设置，可不同程度地增加叶轮平面上的风速。由于能量与风速的三次方成正比，因此能有效地提升发电量。例如，如果将6m/s的原始风速提高到6.5m/s，可将发电量提升为原来的127％(即，(6.5)3/63)。
以下参照图9和图10描述用于上面描述的根据本发明的风力发电机组的导流装置的控制方法。
图9示出了根据本发明的用于风力发电机组的导流装置的控制方法的第一示例，第一示例的控制方法可包括如下步骤：
采集风力发电机组的发电功率(S11)，比较所采集的发电功率与风力发电机组的额定功率，从而控制导风屏的展开程度(例如，完全展开或完全收起)，具体来说，根据比较结果判断风力发电机组的发电功率是否达到额定功率(S12)，若发电功率未达到额定功率，则使导风屏处于展开状态(S13)；若发电功率达到额定功率，则检测环境风速(S14)，在步骤S14中，可通过传递函数将检测的环境风速转化为实际的环境风速。这里，传递函数为表征叶轮前部未被干扰风速与风力发电机组的机舱测得的风速之间的关系的函数。
然后，判断实际的环境风速是否达到额定风速(S15)，若实际的环境风速未达到额定风速，则使导风屏处于展开状态(S16)；若实际的环境风速达到额定风速，则检测发电功率达到额定功率的时长，判断达到额定风速的时长是否达到阈值(S17)。在步骤S17中，若所检测的时长大于等于阈值，则使导风屏处于收起状态(S18)；若所检测的时长小于阈值，则使导风屏处于展开状态(S19)。这里，阈值指的是预先设定的风力发电机组的发电功率达到额定功率的时长(例如，10min)。
这里，使导风屏处于展开状态是指：若导风屏已展开，则保持当前状态不变；若导风屏处于收起状态，则使导风屏展开。使导风屏处于收起状态是指：若导风屏已收起，则保持当前状态不变；若导风屏处于展开状态，则使导风屏收起。
利用上述控制方法，可根据风力发电机组的发电功率是否达到满发(额定功率)，控制导流装置，从而可根据环境风速的变化适当地展开或收起导风屏。
图10示出了根据本发明的用于风力发电机组的导流装置的控制方法的第二示例。在第二示例中，不仅能控制导流装置的导风屏的展开或收起，而且能够控制导流装置的导风屏展开至期望的程度。具体来说，第二示例的控制方法可包括如下步骤：
采集风力发电机组的发电功率(S21)，比较所采集的发电功率与风力发电机组的额定功率，根据比较结果向导流装置输出相应的控制信号(S22)，导流装置根据控制信号控制导风屏展开或收起至期望的程度(S23)。
在步骤S23中，当比较结果表示所采集的发电功率大于额定功率时，判断导风屏是否完全收起，若导风屏完全收起，则使导风屏保持当前状态；若导风屏未完全收起，则向导流装置输入(例如，输入到上面描述的收放装置)收起导风屏的控制信号，使得导风屏收起至所采集的发电功率等于额定功率的程度；当比较结果表示所采集的发电功率等于额定功率时，不发送控制信号，使导风屏保持当前状态；当比较结果表示所采集的发电功率小于额定功率时，判断导风屏是否完全展开，若导风屏完全展开，则使导风屏保持当前状态；若导风屏未完全展开，则向导流装置输入展开导风屏的控制信号，使得导风屏展开至所采集的发电功率等于额定功率的程度。
具体来说，当导风屏未完全收起/展开时，控制导风屏收起/展开直至所采集的发电功率等于额定功率，当导风屏达到完全收起/展开的程度时，即使此时发电功率不等于额定功率，也停止收起/展开导风屏的操作。
作为示例，可通过调节上文中描述的牵引绳索32的收放或滑动件36的位置来控制导风屏10的可动边(例如，图5中的上边和图7中的侧边)展开或收起。
这里，根据比较结果将控制信号输入到导流装置的步骤可通过控制器来实现。例如，如图11所示，可使用PID控制器(比例-积分-微分控制器)来实现。PID控制器可包括比例单元(K)、积分单元(1/S)和微分单元(K)，可为PID控制器设定预置系数KP、KI和KD。可将风力发电机组的发电功率和额定功率输入到PID控制器，PID控制器比较发电功率和额定功率，确定发电功率需要被增大(+)或减小(-)，利用预置系数KP、KI和KD计算待输入到导流装置的控制信号，该控制信号可以是控制导流装置展开或收起导风屏的速率的信号。
在上述控制过程中，风力发电机组的发电功率会随着导风屏的展开程度不同而相应变化，从而反过来影响发电功率与额定功率的比较结果，从而使得导风屏的期望展开程度改变，因此可多次或连续调整导风屏的展开程度，以使其最终稳定在发电功率等于额定功率的状态下或者稳定在导风屏完全收起/展开的状态下。例如，如图12和图13所示，在使用PID控制器的情况下，控制信号v逐渐趋于零，导风屏的展开程度h逐渐趋于常量ht，也就是说，风力发电机组的发电功率逐渐接近额定功率，使得控制信号的控制量几乎为零，导风屏保持在ht的展开程度。
利用上述控制方法，可根据风力发电机组的发电功率是否达到额定功率，精确调节导风屏的展开程度，即，可根据风力发电机组的当前发电状态控制导风屏处于完全展开、完全收起或处于二者之间的状态，从而使得风力发电机组的发电功率达到额定功率。
根据本发明的实施例，还可提供一种风力发电机组，该风力发电机组可包括如上所述的导流装置。
根据本发明的风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组，可改变风力发电机组周围的流场，增加实际流经叶轮的风速，增加发电量。
此外，根据本发明的风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组，可在风速较小时，展开导风屏，实现导流，增加发电量；可在风力发电机组满发后，收起导风屏，避免由于超高的风速对导风屏表面及导风屏的支撑装置带来的载荷过大而不利于保持整个风力发电机组的结构稳定性。
此外，根据本发明的风力发电机组的导流装置及其控制方法、风力发电机组，可根据环境风速和风力发电机组的工作状态来精确、适时地控制导流装置。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims (16)

1.一种风力发电机组的导流装置，其特征在于，所述导流装置包括导风屏(10)和斜拉索(20)，所述斜拉索(20)的第一端固定到所述风力发电机组的塔筒，所述斜拉索(20)的第二端固定到地面，所述导风屏(10)设置在相邻的两个所述斜拉索(20)之间，形成相对于竖直方向倾斜的导流面。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组的导流装置，其特征在于，所述导流装置还包括收放装置(30)，所述收放装置(30)连接到所述导风屏(10)，沿平行于所述导流面的方向收起和展开所述导风屏(10)。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组的导流装置，其特征在于，所述斜拉索(20)的数量大于两个，每两个相邻的所述斜拉索(20)之间均设置有所述导风屏(10)。
4.根据权利要求2所述的风力发电机组的导流装置，其特征在于，所述收放装置(30)包括第一定滑轮(31)和牵引绳索(32)，所述第一定滑轮(31)固定在所述塔筒上靠近所述斜拉索(20)的所述第一端的位置，所述牵引绳索(32)绕过所述第一定滑轮(31)，固定连接到所述导风屏(10)，以通过牵拉和释放所述牵引绳索(32)来控制所述导风屏(10)的收起和展开。
5.根据权利要求4所述的风力发电机组的导流装置，其特征在于，所述导风屏(10)的两个侧边上分别设置有至少一个导风屏连接件(11)，所述导风屏连接件(11)将所述导风屏(10)连接到所述斜拉索(20)，并且能够在所述斜拉索(20)上滑动，所述牵引绳索(32)的第一端固定连接到所述导风屏连接件(11)，所述牵引绳索(32)的第二端绕过所述第一定滑轮(31)。
6.根据权利要求4所述的风力发电机组的导流装置，其特征在于，所述收放装置(30)还包括第二定滑轮(34)，所述第二定滑轮(34)固定在靠近所述斜拉索(20)的所述第二端的位置，所述牵引绳索(32)的第一端绕过所述第二定滑轮(34)，所述牵引绳索(32)的位于所述第一定滑轮(31)与所述第二定滑轮(34)之间的部分固定连接到所述导风屏(10)的最上侧或最下侧，所述牵引绳索(32)的第二端绕过所述第一定滑轮(31)，以通过牵拉和释放所述牵引绳索(32)的两端来控制所述导风屏(10)的收起和展开。
7.根据权利要求2所述的风力发电机组的导流装置，其特征在于，所述收放装置(30)包括第一导风屏导轨(35)和第一滑动件(36)，所述第一导风屏导轨(35)沿着水平方向安装在相邻的两个所述斜拉索(20)的所述第一端之间，所述第一滑动件(36)连接到所述导风屏(10)的顶部，并且沿着所述第一导风屏导轨(35)能够滑动，以在所述第一滑动件(36)沿着所述第一导风屏导轨(35)滑动时带动所述导风屏(10)的顶部展开或收起。
8.根据权利要求7所述的风力发电机组的导流装置，其特征在于，所述收放装置(30)还包括第二导风屏导轨(37)和第二滑动件(38)，所述第二导风屏导轨(37)沿着水平方向安装在相邻的两个所述斜拉索(20)的所述第二端之间，所述第二滑动件(38)连接到所述导风屏(10)的底部，并且沿着所述第二导风屏导轨(37)能够滑动，以在所述第二滑动件(38)沿着所述第二导风屏导轨(37)滑动时带动所述导风屏(10)的底部展开或收起。
9.根据权利要求3所述的风力发电机组的导流装置，其特征在于，各所述导风屏(10)同时收起或展开。
10.一种用于风力发电机组的导流装置的控制方法，其特征在于，所述导流装置包括导风屏(10)、斜拉索(20)和收放装置(30)，所述斜拉索(20)的第一端固定到所述风力发电机组的塔筒，所述斜拉索(20)的第二端固定到地面，所述导风屏(10)设置在相邻的两个所述斜拉索(20)之间，形成相对于竖直方向倾斜的导流面，所述收放装置(30)连接到所述导风屏(10)，沿平行于所述导流面的方向收起和展开所述导风屏(10)，所述控制方法包括：
采集风力发电机组的发电功率；
比较所采集的发电功率与风力发电机组的额定功率，根据比较结果控制所述导风屏(10)的展开程度。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，根据比较结果控制所述导风屏(10)的展开程度的步骤包括：
判断风力发电机组的发电功率是否达到额定功率，若发电功率未达到额定功率，则使所述导风屏(10)处于展开状态；若发电功率达到额定功率，则检测环境风速，并根据环境风速控制所述导风屏(10)的展开程度。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，根据环境风速控制所述导风屏(10)的展开程度的步骤包括：将检测的环境风速转化为实际的环境风速，判断实际的环境风速是否达到额定风速，若实际的环境风速达到额定风速，则检测发电功率达到额定功率的时长，根据所述时长控制所述导风屏(10)的展开程度；若实际的环境风速未达到额定风速，则使所述导风屏(10)处于展开状态。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，检测发电功率达到额定功率的时长，根据所述时长控制所述导风屏(10)的展开程度的步骤包括：若所检测的时长大于等于阈值，则使所述导风屏(10)处于收起状态；若所检测的时长小于阈值，则使所述导风屏(10)处于展开状态。
14.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，根据比较结果控制所述导风屏(10)的展开程度的步骤包括：
当所采集的发电功率大于所述额定功率时，判断所述导风屏(10)是否完全收起，若所述导风屏(10)完全收起，则使所述导风屏(10)保持当前状态；若所述导风屏(10)未完全收起，则向所述导流装置输入收起所述导风屏(10)的控制信号，使得所述导风屏(10)收起至使得所采集的发电功率等于所述额定功率的程度；
当所采集的发电功率等于所述额定功率时，使所述导风屏(10)保持当前状态；
当所采集的发电功率小于所述额定功率时，判断所述导风屏(10)是否完全展开，若所述导风屏(10)完全展开，则使所述导风屏(10)保持当前状态；若所述导风屏(10)未完全展开，则向所述导流装置输入展开所述导风屏(10)的控制信号，使得所述导风屏(10)展开至使得所采集的发电功率等于所述额定功率的程度。
15.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述控制信号为控制所述导流装置展开或收起所述导风屏(10)的速率的信号。
16.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求1-9中任一项所述的导流装置。
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