[发明专利]杆秤式倾斜轴风力发电设备

说明书

如何降低风电成本？如何让风电施工安装和后期维护变得简单易行？如何让40米固定塔筒高安装并运行桨叶超过40米长的发电机组，并且不降低桨叶效率呢？可变倾斜轴技术来帮你解决这个棘手问题。可变倾斜轴技术又称杆秤原理，可旋转塔筒技术、可变倾斜角技术。这套可变倾斜轴技术具有四大核心优势；海上浮筒版倾斜轴发电系统八大优点详见说明书。可变倾斜轴技术优势，加上海上浮筒版风力发电机组的诸多利好，能有效降低风电成本，甚至比陆上风电价格都低，助力沿海发达地区更好发展。

技术领域

如何降低风电成本？如何让风电施工安装和后期维护变得简单易行？如何让40米固定塔筒高安装并运行桨叶超过40米长的发电机组，并且不降低桨叶效率呢？可变倾斜轴技术来帮你解决这个棘手问题。可变倾斜轴技术又称杆秤原理，秤杆可旋转塔筒技术，可变倾斜角技术。

可变倾斜轴技术，发电机主轴能在水平态、倾斜态、垂直态随风力变化智能调整；这项技术有四大核心优势，能精准调整捕获风力功率和发电机功率匹配，还能随风力变化改变桨叶空高，在相同塔筒高度下能加装更长桨叶，可根据力学平衡原理自动调整轴倾角和桨叶功率。

可变倾斜轴技术又称杆秤原理，可旋转塔筒技术、可变倾斜角技术。此技术在海上的智能应用，相比于现有技术有八项巨大优势，以便宜的长浮筒代替昂贵地基技术，单锚链加舵来代替偏航技术，顺浪自寻风技术，单方向塔筒加固技术，船坞安装代替现场安装技术，可调超低重心抗台风技术，可以在安装、拖运、发电、抗风、检修状态间轻松切换，标准化降成本技术，极大提升了设备安全性和持续发电能力，能够极大降低海上风电成本，支持沿海发达地区用电。

背景技术

目前的塔筒都是固定在陆地或者海底的或者海上浮筒版的，塔筒一经建好就成为竖直的固定高度，塔筒不能再改变。塔筒越建越高，施工安装成本和后期维护成本也翻倍上升。迫切需要找到一款塔筒高度可调整的智能塔筒。既能在额定风速以下全力发电，又能在高风速下保持稳定。

功率调节是风力机的关键技术之一，目前，投入运行的风力机主要有两类功率调节方式：一类是定桨距失速控制；另一类是变桨距控制。

(1)定桨距失速控制

定桨距风力机的主要结构特点是：桨叶与轮毂的连接是固定的，即当风速变化时，桨叶的节距角不能随之变化。它具有结构简单、性能可靠的优点。风力机的功率调节完全依靠叶片气动特性。这种机组的输出功率随风速的变化而变化，通常难以保证在额定风速之前CP较大，特别是在低风速段。这种机组通常设计为有两台不同功率、不同极对数的异步发电机。大功率高转速发电机工作在高风速区，小功率低转速发电机工作在低风速区，由此来调整CP，当风速超过额定风速时，通过叶片的失速或偏航控制降低CP，从而维持功率恒定

(2)变桨距控制

为了尽可能提高风力机风能转换效率和保证风力机输出功率平稳，风力机需要进行桨距调整。在定桨距基础上安装桨距调节环节，构成变桨距风力机组。变桨距风力发电机组的功率调节不完全依靠叶片的气动特性，它要依靠叶片节距角(气流方向与叶片横截面的弦的夹角)的改变来进行调节。在额定风速以下时节距角处于零度附近，此时，叶片节距角受控制环节精度的影响，变化范围很小，可看作等同于定桨距风机。在额定风速以上时，变桨距机构发挥作用，调整叶片节距角，保证发电机的输出功率在允许范围以内。变桨距风力机的启动风速较定桨距风力机低，停机时传动机械的冲击应力相对缓和。风机正常工作时，主要采用功率控制，对于功率调节速度的反应取决于风机桨距调节系统的灵敏度。在实际应用中，风速的较小变化将造成风能较大的变化，风机输出功率处于不断变化中，桨距调节机构频繁动作。风机桨距调节机构对风速的反应有一定的时延，在阵风出现时，桨距调节机构如果来不及动作就会造成风机瞬时过载，不利于风机的运行。