[发明专利]一种改变大型风电机组机型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改变大型风力发电机组机型的方法，尤其是对现已建成的大型水平轴风电机组在保留利用原有塔架基础的情况下进行机型改造变化的方法。

背景技术                                                                                                                          

发明名称就意味着是对现有大型水平轴风电机组整机机型的全面否定，改变行业主体应用机型之事涉及广泛，影响深远，因此在提出发明创新技术方案之前细致分析、充分论证、深入研讨导致形成机型全面否定与实施机型改变的原因理由，既可从中反衬体会出本发明技术之所以能够产生重大社会经济效益的原因理由，又可从中体现出其产业化实施的重要性、必要性、紧迫性的原因理由及通过机型改变能够快速获得巨额投资回报的原因理由。

新能源是相对传统能源而言的，对它的认识难在“新”字。所以，开发利用新能源的全过程更需要重视研究科学道理和规律，避免凭直觉或仅依以往经验做决策。许多科学道理并不深奥，然而历史却反复证明，真正做到遵循科学规律，并不是一件容易事。——引自：国家能源局新能源和可再生能源司司长王骏的文章《新能源发展探讨》的开篇语。

研究发现，现有风电机组在向着大型化出力能力拓展的进程中存在着与‘并不深奥’的科学道理渐行渐远的问题，这是导致现实各种问题渐行渐多、渐行渐大、渐行渐难解决表面现象背后的根本成因。现有大型风电机组的机型是在小型风机形态下通过逐步放大规格形成的，尚且没有针对大型化风电机组的需求特点、应用特点形成深入认知和进行专门设计。

当前对大型化风电机组应用规律的认知结果是：㈠实现风电机组的大型化设计是实现风电产业优质化规模发展的前提基础；㈡大型化风电机组只有设置了‘多发电机调控系统’才能形成经济适应性的功能表现；㈢大型风电机组只有形成了特大出力能力才能具备设置‘多发电机调控系统’的经济必要条件；㈣实现风电机组捕获风能能力的大幅增加是实现风电机组大型化拓展设计的动力来源；㈤采用正确的大型化拓展理论和方法是实现出力能力大幅增加的前提要素；㈥如果采用了错误的拓展理论方法，即便实现了‘表面形态体积的大型化’也无法形成全面的功能表现、功率能力和优质效果，还不能算是真正的大型化机组。

何为正确的大型化拓展理论方法？其最基本的构成条件是：在同一个风轮叶片上采用的‘拓展出力能力’与‘调控出力能力’的理论方法应该相同一致，如不相同其中必有一种是错误的；而现有大型风电机组拓展出力是按照‘扫风面积’理论，调控出力是按照‘乘风面积’理论，因此其中必有一种按照的理论是错误的。

查找错误理论首先要从‘扫风’和‘乘风’的名称概念做起；同一个风轮叶片可形成‘扫风←→乘风’功能角色的相互转化，导致角色转变的区分之处在于：谁是主动力。叶片是主动力称为扫风，其形成‘电能→风能’的转换；风力是主动力称为乘风，其形成‘风能→电能’的转换，区分方式简单明确。

‘扫风’是近些年随着风机大型化发展产生的新名词，目前尚未找到可以明确阐明内在科学含义的标准定义。过去国家风电发展计划称为‘乘风计划’而非‘扫风计划’，公众常识认为：叶片是主动力才能称作‘扫风’，而风电叶片完全是处于乘风、迎风、受风的状态。

风扇叶片通过电机驱动旋转可归属于‘扫风’的范畴，其产生的气流称为‘出风’；高速风扇的叶片细窄且稀少但如果转速极高同样可以形成很高的‘出风’速度；当其转速降低后‘出风’速度大为减低；当其转速降到叶片可视移动速度时‘出风’近乎消失。

此外，如将直径相同的高速风扇、低速风扇断电后并列迎风设置，使‘扫风叶片’转变为‘乘风叶片’，低速风扇将首先被风力驱动运转且乘风出力能力大于高速风扇。

上述2种现象表明：随着风轮转速的增高可使高速风扇的叶片之间拥有的很大间隔区域内的空气、或是说可使叶片旋转空间内某点位置处的空气‘在同一时间内获得叶片连贯反复接触驱动影响’的比率大增从而形成完全的‘扫风效应’；当转速降低后空气受到叶片接触影响的频率、强度大幅降低使‘扫风效应’下降；当转速降到叶片可视移动速度时叶间多数空气没有受到叶片的接触影响使‘扫风效应’消失，其只能通过增加叶片接触空气的幅面维持相同的‘出风’速度，因此低速风扇的叶片很宽大、叶间距离很小，但其形成的‘出风’增加不能算作‘扫风效应’的功劳。