[发明专利]“控流变压流场”理论在风力发电领域的应用

权利要求书

1.一种风力发电系统技术采用“控流变压流场”理论，将提供风电系统需要的恒输出气流(4-2)，在风洞效应工况下，气流经过控流体时，被控制和调整流向(2)，其压力和密度被提升(241)，自然界的微风被提升到强风，出现3-4个风级差(241)，使兆瓦级容量的风电系统在微风时达到额定功率，当风能超过额定功率时，由转速信号传感器(5)将信号传至控制器系统，指令调载器(211)将超出的风能卸载，并保持额定功率状态下无切出风速做功，实现了智能控制下的“升谷削峰”过程(4)，实现了电机的恒转速和恒输出工况(4-2)。为实现大功率装机，风电机组(15)放置于3柱以上大应力多层框架结构中(10)，其上端设置输、变线塔架(6)，输电线自电机经空心轴向上穿出(11)，横向或纵向连接每一个输线塔，形成自输、变电系统(7)。风力机是由扁圆环带形(15)组成，由内环板(147)、上环板(151)、下环板(152)、外环板(148)、外断环板(149)，按比例分割模块化生产、组装成的。风力机(15)由两层牵拉索与电机(14)相连接。

2.根据权利要求1所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的风洞效应，在风力机(15)外围设置的控流系统(2)，由封闭的多曲面大宽幅结构体(21)组成，风能(3)经由控流体时，气流的压力及流向被改变，形成高密度比风能，进入并作用于封闭的风力机。

3.根据权利要求1或2所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的风力机外围的控流系统(3)，在风力机外围的不同方向设置4个以上相同的四面封闭的大宽幅曲面结构体(2)，每个控流系统的面积等于风电系统的迎风面积(1)，使风能利用和转换率提高。

4.根据权利要求1所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的塔状叠罗框架体(7)，在三柱以上结构体(12)由多层桁架相连接(13) 呈叠罗状(1)，其上端连接输、变电系统(6)，实现自发电，自输、变电系统。

5.根据权利要求1或3所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的风力机外围的控风量(3)，在定风向的情况下，入风面积由迎风面向四周扩展，可设置几倍于迎风面的面积(3)，使风能利用和转换率提高，大功率装机容量提高。

6.根据权利要求1或2所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的风力机外控流入风口(221)，在控流系统将通过的风能经控流、调向进入阻风机一侧(221)为入风口，使改变的气流(241)进入封闭的风力机(15)。

7.根据权利要求1或5所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的智能调载系统(5)，智能调载系统是调整风速与风密度比的(5)，定风能域值(4-2)，当微风或超额定功率的强风工况时，智能控制系统的转速传感器(5)，指令调载器(211)实时调节入风口(221)的入风量(241)，使通过的气流量保持在额定功率工况。

8.根据权利要求1、5或7所述的控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的智能调峰系统(5)，当强风超过额定功率时，由自动化智能控制系统感应电机转速信号(5)，传至控制器指令调载器(211)，使通过的气流达到风电机的额定转速和额定功率输出，达到“削峰”的目的。

9.根据权利要求1、3或，7所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的智能调控系统，当电机的转速达不到额定功率时，调载系统利用控流系统的调控、增压增加气流量，实现微风工况下风能“升谷”至额定功率值的过程。

10.根据权利要求1、3或8所述的采用“控流变压流场系统”，其特征在于所述的无切出风速，在智能系统控制下的调载系统，控制风能在额定功率工况，并保持在超强风工况下额定输出，实现无切出风速。

11.根据权利要求1或7所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的调载器系统(211)，决定电机输出功率是否能保持额定阈值(4-2)，由感应电机的转速功率信号(5)，指令调载器对微风到强风的实时控制(211)，使风机保持在额定恒速、恒输出工况，对电网无高压穿透。