CN116335872A - 一种风力发电机组 - Google Patents

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李新凯
刘鑫
闫姝
郭小江
王秋明
黄和龙
孙伟鹏
钟应明
田峰
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Huaneng Clean Energy Research Institute
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Abstract

本发明公开了一种风力发电机组，包括依次连通的入口组件、可伸缩流道组件和机组组件，其中，所述入口组件包括收缩流道，所述收缩流道的第一端与外界连通，所述收缩流道的第二端与所述可伸缩流道组件连通；所述收缩流道的第一端的流通面积大于第二端的流通面积，且所述收缩流道的第一端为由所述第一端向所述第二端的方向渐缩的喇叭型通道。通过收缩流道的设计可以改变入流风速，降低风电机组对最低风速的要求。

Description

一种风力发电机组
技术领域
本发明涉及风力发电的技术领域，特别涉及一种风力发电机组。
背景技术
目前风电建设主要集中在风速较高的地带，而这些地带通常远离用电中心，为了实现供电的运输，需要建设长距离输电通道，无疑增加了建设成本，形成了弃风限电的问题。
为了实现就近开发，以提高低速风能资源的利用，常用的方法是加装大型化机组，通过延长叶片、抬高塔架等方式降低机组对最低风速的要求，这将增大项目开发的成本，并且在高空进行叶片和机组的维护也需要更多投入。
因此，如何提供一种低风速下可用的风力发电机组，降低风电机组对最低风速的要求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种风力发电机组，降低风电机组对最低风速的要求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种风力发电机组，包括依次连通的入口组件、可伸缩流道组件和机组组件，其中，所述入口组件包括收缩流道，所述收缩流道的第一端与外界连通，所述收缩流道的第二端与所述可伸缩流道组件连通；
所述收缩流道的第一端的流通面积大于第二端的流通面积，且所述收缩流道的第一端为由所述第一端向所述第二端的方向渐缩的喇叭型通道。
优选的，上述的风力发电机组中，所述收缩流道为弯折通道，并且所述收缩流道的第一端的轴线与所述第二端的轴线相交。
优选的，上述的风力发电机组中，还包括安装于所述收缩流道内，用于对空气流进行导向的第一导流板。
优选的，上述的风力发电机组中，所述第一导流板安装于所述收缩流道的弯折处。
优选的，上述的风力发电机组中，还包括安装于所述第一导流板与所述可伸缩流道组件之间的偏航系统，所述偏航系统可调节所述收缩流道的第一端的开口朝向。
优选的，上述的风力发电机组中，所述可伸缩流道组件包括：
套接连接的可伸缩管道；
驱动所述可伸缩管道伸缩的液压系统。
优选的，上述的风力发电机组中，所述机组组件包括：弯折管道；
设置于所述弯折管道内，用于利用风能，并将风能转化为电能的风电机组。
优选的，上述的风力发电机组中，所述风电机组包括：
第一风电机组，所述第一风电机组与所述可伸缩流道组件相对；
第二风电机组，所述第二风电机组与所述地面平行布置。
优选的，上述的风力发电机组中，所述弯折管道包括：与所述可伸缩流道组件连接，并且轴线重合的竖直管道，所述第一风电机组安装于所述竖直管道；
与所述地面平齐的水平管道，所述第二风电机组安装于所述水平管道；
连接所述竖直管道和所述水平管道的弯折段。
优选的，上述的风力发电机组中，还包括设置于所述弯折段内，用于对所述第一风电机组的尾流导流的第二导流板。
本发明提供了一种风力发电机组，通过收缩流道的设计可以改变入流风速，降低风电机组对最低风速的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中公开的风力发电机组的结构示意图；
图2为本发明实施例中公开的风力发电机组的可伸缩流道组件内缩时的结构示意图；
图3为本发明实施例中公开的风力发电机组的可伸缩流道组件外伸时的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种风力发电机组，降低风电机组对最低风速的要求。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
目前风电建设主要集中在风速较高的地带，而这些地带通常远离用电中心，为了实现供电的运输，需要建设长距离输电通道，无疑增加了建设成本，形成了弃风限电的问题。
为了实现就近开发，以提高低速风能资源的利用，常用的方法是加装大型化机组，通过延长叶片、抬高塔架等方式降低机组对最低风速的要求，这将增大项目开发的成本，并且在高空进行叶片和机组的维护也需要更多投入。
鉴于上述问题，本申请中公开了一种低风速下可用的风力发电机组，通过改进入口流道和塔筒，从而可提高机组在低风速下对风能的捕获和利用，同时降低运维难度，降低成本。
如图1所示，本申请中公开的风力发电机组，包括：入口组件1、可伸缩流道组件2和机组组件3。入口组件1一端收集外界的风能，并将收集的风能导入可伸缩流道组件2，经过可伸缩流道组件2对风能的存储，然后将风能导入至机组组件3内，在机组组件3的作用下，将风能转换为电能，并存储。
需要说明的是，本文中的风能可以理解为空气流。
具体的，本申请中的入口组件1包括收缩流道11、第一导流板12和偏航系统13。其中，收缩流道11的第一端为收集风能的一端，第二端与可伸缩流道组件2连通。具体的，收缩流道11的第一端的流通面积大于第二端的流通面积，并且第一端为喇叭型，并且为由第一端向第二端的方向渐缩的喇叭型，便于收集风能，并且通过流通面积的变化，还能为收集到的空气流进行加速。
一些实施例中，可将收缩流道11设置为圆形管道。
综上，本申请中通过收缩流道11的设计可以改变入流风速，降低风电机组对最低风速的要求。
一些实施例中，收缩流道11的第一端的轴线与第二端的轴线相交，即收缩流道11可改变收集的风能的流动方向。
为了对收缩流道11内的空气流进行导向，在收缩流道11内安装有第一导流板12，通过第一导流板12对空气流进行整流后，可保证机组组件3的入流平稳，保证机组组件3的安全性。
对于第一导流板12的布置方式以及结构可根据不同的需要设置，在此不具体限定。
偏航装置13设置于第一导流板12与可伸缩流道组件2之间，用于对空气流的方向进行调整。当空气流的方向变化时，由电机驱动带动入口组件1旋转，即调整收缩流道11的第一端的方向，从而实现快速平稳地对准风向，以便获得最大的风能；当风速过大时，还可以通过偏航装置13调整入口组件1的位置，即调整收缩流道11的第一端的方向，使其背向或偏离风向，从而减少风能收集，保证机组组件3安全运行。
结合图2和图3所示，本申请中的可伸缩流道组件2包括多个可伸缩管道套接，并通过液压系统驱动管道伸缩，从而改变可伸缩流道组件2的长度。一些实施例中，可将可伸缩流道组件2设置为两个可伸缩管道套接，具体的，位于外侧的为第一管道21，内侧的为第二管道22，在可伸缩流道组件2的底部设置有液压系统，通过液压系统驱动第二管道22在第一管道21内沿第一管道21的轴线方向移动，从而改变可伸缩流道组件2的长度。
风力发电机组使用时，当外界风速较小时，可通过液压系统驱动第二管道22向第一管道21的外侧移动，从而增大可伸缩流道组件2的长度，进而提升入口组件1的收缩流道11的第一端的高度，即提升了入风口的高度，便于收集更多的风能。而当风速过大时，则通过液压系统驱动第二管道22向第一管道21的内部回缩，从而减小可伸缩流道组件2的长度，以减小收集的风能，保证机组组件3的安全运行。
综上，本申请可以根据实测风速、风向情况，进行偏航装置13调节进风方向以及塔筒高度伸缩调整，从而可实现在风速低时提高风能捕获，风速高时保证机组安全的目的。
本申请中的机组组件3包括第一风电机组31、第二风电机组33和第二导流板32。
第一风电机组31和第二风电机组33为风能利用装置，用于捕捉机械能并将机械能转换为电能。为了最大限度利用捕获的风能，本申请中的第一风电机组31和第二风电机组33安装时，两者的旋转轴相互垂直，其中，第一风电机组31布置在靠近可伸缩流道组件2的竖直管道内，第二风电机组2布置在与地面齐平的水平管道内。
上述的竖直管道和水平管道为一体管道，并且为弯折管道。
上述的第二导流板32安装在第一风电机组31和第二风电机组33之间的管道内，具体的，为上述弯折管道的弯折段。通过第二导流板32可对经过第一风电机组31的尾流进行平整，从而为第二风电机组33提供相对平整的入流，进而保证机组组件3的安全运行。
本申请中将第一风电机组31和第二风电机组33均安装在靠近地面的位置，从而降低检修维护难度，进而降低维修成本。
如本发明和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种风力发电机组，其特征在于，包括依次连通的入口组件、可伸缩流道组件和机组组件，其中，所述入口组件包括收缩流道，所述收缩流道的第一端与外界连通，所述收缩流道的第二端与所述可伸缩流道组件连通；
所述收缩流道的第一端的流通面积大于第二端的流通面积，且所述收缩流道的第一端为由所述第一端向所述第二端的方向渐缩的喇叭型通道。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述收缩流道为弯折通道，并且所述收缩流道的第一端的轴线与所述第二端的轴线相交。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，还包括安装于所述收缩流道内，用于对空气流进行导向的第一导流板。
4.根据权利要求3所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一导流板安装于所述收缩流道的弯折处。
5.根据权利要求3所述的风力发电机组，其特征在于，还包括安装于所述第一导流板与所述可伸缩流道组件之间的偏航系统，所述偏航系统可调节所述收缩流道的第一端的开口朝向。
6.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述可伸缩流道组件包括：
套接连接的可伸缩管道；
驱动所述可伸缩管道伸缩的液压系统。
7.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述机组组件包括：弯折管道；
设置于所述弯折管道内，用于利用风能，并将风能转化为电能的风电机组。
8.根据权利要求7所述的风力发电机组，其特征在于，所述风电机组包括：
第一风电机组，所述第一风电机组与所述可伸缩流道组件相对；
第二风电机组，所述第二风电机组与所述地面平行布置。
9.根据权利要求8所述的风力发电机组，其特征在于，所述弯折管道包括：与所述可伸缩流道组件连接，并且轴线重合的竖直管道，所述第一风电机组安装于所述竖直管道；
与所述地面平齐的水平管道，所述第二风电机组安装于所述水平管道；
连接所述竖直管道和所述水平管道的弯折段。
10.根据权利要求9所述的风力发电机组，其特征在于，还包括设置于所述弯折段内，用于对所述第一风电机组的尾流导流的第二导流板。
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