一种多叶轮风电系统使用的叶轮旋转方向的配置方式.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111425339A(43)申请公布日2020.07.17(21)申请号202010399948.4(22)申请日2020.05.13(71)申请人北京三力新能科技有限公司地址100176北京市大兴区经济技术开发区经海二路29号院3号楼5层A(72)发明人崔逸南崔新维(51)Int.Cl.F03D1/02(2006.01)F03D3/02(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种多叶轮风电系统使用的叶轮旋转方向的配置方式(57)摘要本发明公开了一种多叶轮风电系统使用的叶轮旋转方向的配置方式，多叶轮风力发电系统是将多行小机组安装在同一个支撑结构中实现风能到电能转换的系统。多叶轮风力发电系统任意一行中的相邻两个小机组的叶轮采用了相反的旋转方向，这样可以使得偏航方向的合成弯矩减小，进而降低整个机组的合成偏航阻力矩，达到降低机组偏航系统成本的目的。CN111425339ACN111425339A权利要求书1/1页1.多个小机组（1）按行排列，被固定在多叶轮风力发电系统的支撑结构（3）上，任意一行（2）里所有小机组（1）全部为上风向机组或者全部为下风向机组。2.根据权利要求1中的描述，任意一行（2）里相邻的两个小机组（1）的叶轮使用相反的旋转方向，即间隔的小机组（1）的叶轮旋转方向相同（同为逆时针或顺时针）。2CN111425339A说明书1/2页一种多叶轮风电系统使用的叶轮旋转方向的配置方式技术领域[0001]本发明属于风力发电技术领域，涉及一种应用在多叶轮风力发电系统上的叶轮旋转方向的配置方式。背景技术[0002]风电发展至今，机组大型化（单机容量增加）是解决机组开发成本问题最有效的途径。海上风电项目的不断开展使得机组大型化成为了必然的发展趋势。随着机组的容量的增加，传统的单一叶轮的风电机组的升级遇到的挑战也越来越严峻，机组载荷急剧增加，超长、超重叶片和超大扭矩给机组中的各个部件（如变桨执行机构，支撑结构等等）的设计、生产制造和安装等等带来了很多难题。[0003]多叶轮风力发电系统是将多行小机组安装在同一个支撑结构中实现风能到电能转换的系统。多叶轮风力发电系统相比于传统单一叶轮的风电机组，无需使用超长、超重的叶片，也避免了超大扭矩的出现，为海上风电机组大型化，降低机组开发成本提供了另一种可行的途径。[0004]多叶轮结构的偏航更倾向于采用整体偏航，也就是所有的叶轮在支撑结构的带动下一起偏航（如果单独或者局部偏航则会出现下风向叶轮被上风向机组遮挡而损失发电量的问题）。与相同发电能力的单一叶轮风电机组相比整体偏航需要巨大的偏航驱动力。单纯的加强偏航执行机构驱动力的方式，工程上的实现性难度大，且会大大增加机组成本。[0005]CN205533018U，CN107407259A，CN102322399A，CN102305186A，CN102269113A，CN102269111A，CN102305171A，CN102305172A，CN102305185A和CN102322397A都提出了多叶轮风力发电机的形式。这些专利中涉及的偏航功能只是单纯的整体偏航。[0006]CN205533018U公开了一种多叶轮风力发电机。该专利中辅助叶轮与主叶轮不存在一起偏航的策略，也没有涉及任何叶轮旋转方向的权利需求。[0007]CN108368821A，CN110691905A，和CN107429661A都提出了风力发电站包括成行列布置的多个风轮机系统。这些发明中的偏航功能为同一个局部支撑机构的多个转换子进行偏航，没有涉及任何单一叶轮旋转方向的特殊说明。[0008]CN109219701A公开了一种多转子风轮机。该发明通过上风向和下风向风机结合的方式产生了一种自偏航的方法，但这种方式不适用于主动偏航的大型多转子风电机组。[0009]CN108368822A描述了包括多个风力涡轮机模块的风力涡轮机系统。该发明中涉及的多个转子的旋转速度协调的方法并不对偏航功能起到效果。发明内容[0010]针对多叶轮风力发电系统在整体偏航时遇到的偏航阻力矩大的问题，本发明提供了一种叶轮旋转方向的配置方式，通过不同叶轮采用不同转向的方法，降低了局部支撑结构的偏航方向的弯矩，进而降低了整个系统的合成偏航阻力矩。。3CN111425339A说明书2/2页[0011]多叶轮风力发电系统的叶轮旋转方向配置中采用的技术方案是：多个小机组（1）按行排列，被固定在多叶轮风力发电系统的支撑结构（3）上。任意一行（2）里所有小机组（1）全部为上风向机组或者全部为下风向机组。[0012]任意一行（2）里相邻的两个小机组（1）的叶轮使用相反的旋转方向，即间隔的小机组（1）的叶轮旋转方向相同（同为逆