[发明专利]“控流变压流场”理论在风力发电领域的应用

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种风力发电技术，采用“控流变压流场”系统理论，提供了变压气流和调载输出，尤其是在技术总成中，提高了风能密度比和风能资源的利用率，使装机容量增大，在微风和超强风速工况下保持额定功率做功。

背景技术

在风力发电领域，传统的水平轴和垂直轴风电技术，是在“贝茨”理论和技术指导下的，一种在自然流场工况下，利用自然气流转换风电的一系列过程，存在着“风损率和工损率高、风能利用率和转换比低”，系统的转换系数小于0.49，工损率高达0.332，风能利用呈递减的技术，没有发生风压和风速的改变，″风速上升1级，风能提高8倍″的理论效能值没有发生改变，所以在微风和强风时无法达到大功率电机保持额定功率的要求，导致年发电平均只能达到2500小时。单机的配置形成装机容量低，平方公里装机容量小，风能资源利用率低，成本回收需8-10年，即增加了高额成本又造成生态的破坏，所以传统的技术受“贝茨”理论百年的限制，存在诸多阻碍风电发展的未解难题，造成风能资源的巨大损失，能源结构没有得到改变。

发明内容

本项发明是通过改变自然流场低效能的风电技术，利用“控流、变压流场理论”形成的技术，不仅无切出风速，而且可以将微风提高到强风，更具有调载功能，使微风到台风都能保持额定功率输出。

本项发明采用了下述技术方案。

“控流、变压流场理论”形成的技术，是为了提高风能资源的利用率，提高风能密度比和装机容量，为了在微风和超强风速工况下保持额定功率做功、输出，为了在海洋、高原、陆地、沙漠地区，在风能高于10级以上和有风源的环境，设置风电设备并保持额定功率运行。

“控流、变压流场理论”形成的系统工程技术，是在风机结构体外设置控流系统，将单位面积内通过的风能整流，改变气流的压力和速度，带动风电系统做工，经变流后微风与强风间有3-4个的风级差，是本发明技术在微风工况下，大功率电机才达到的额定功率输出。当风速超过额定功率工况时，转速传感器感知电机的额定功率信号，并传至调载器调整入风量，控制风力机保持额定转速，实现了电机的恒转速和恒输出。

为了实现大功率装机，风电机组放置于3柱以上大应力多层框架结构中，框架结构的上端设置自输线塔架，输电线自电机空心轴向上穿出，经固定塔架横向或纵向连接每一个输线塔传输，实现了发电及自备输、变电系统。

上述说明是本发明方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的附图详细说明如后。

下面详细给出本发明的具体实施方式及其附图。

附图说明

图1是本发明专利的整体结构外观图

图2是本发明专利的控流体立体结构图

图3是本发明专利的空心轴外观图

图4是本发明专利的空心轴剖面图

图5是本发明专利的削峰升谷图

图6是本发明专利的输、变线架俯视图

图7是本发明专利的输、变线架剖面图

图8是本发明专利的输、变线塔结构图

图9是本发明专利的风力机控流结构图

图中；1、框架结构上的叠罗状风电机，2、外控流与风电机系统结构分布，3、入风口，4、新、旧风电输出值对照表，4-1、传统风电机输出曲线值表，4-2、控流后微风与强风“削峰升谷”恒输出表，5、传感器系统，6、输、变线塔架的圆形连接支撑结构，6-1、输线塔架和挂线架，7、框架和桁架上的风电机组系统，8、电缆与塔架连接器，9、输、变线缆，10、设置发电机的框架结构，11、空心轴及输电穿线孔，11-1、剖面空心轴与固定电机定子及穿出线，12、框架结构，13、桁架，14、风力发电机。15、控流风力机。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明具体实施方式、结构、特征及其功效进行详细描述：

本发明中，图1中的风电系统单机(1)设置于框架(12)结构中的桁架上(13)，框架结构(12)是由多柱体和多层桁架(13)组成，由于风电系统(1)是扁圆体，呈叠罗状设置时，其风能利用率高，装机容量大。