[发明专利]风力发电机组的叶片和控制方法

说明书

公开一种风力发电机组的叶片和控制方法。所述叶片包括：前缘和后缘，沿第一方向位于所述叶片的相对侧；压力面和吸力面，沿与第一方向垂直的第二方向位于所述叶片的相对侧，并且设置在前缘与后缘之间；辅助装置，设置在吸力面上靠近前缘的位置处，并且被构造为通过从内嵌状态改变为凸出状态来执行叶片辅助操作。本发明使用辅助装置来降低升力系数极值点，从而可在不影响正常工作点的气动性能的情况下降低叶片的极限载荷并且减小净空。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，更具体地讲，涉及风力发电机组的叶片和控制方法。

背景技术

目前，风力发电机组的叶片的结构设计及其最终重量与叶片极限载荷强相关，并且叶片极限载荷及重量的下降可直接降低整机载荷、重量及成本。因此，降低叶片极限载荷是降低整机载荷、提高机组安全性、降载整机成本的有效方式。

叶片载荷主要来自叶片本身自重、旋转产生的转动惯力以及气动外力等。其中，气动外力易受外界及控制的影响而变动，并且叶片极限载荷的变化均与气动外力有关。

现有的降低叶片极限载荷的方式主要是通过提前变桨以及减扭矩提转速以减小运行攻角，从而达到降低气动受力以实现降载。然而，现有的降低叶片极限载荷的方式的降载效果有限并且无法有效降低净空。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低叶片极限载荷并且有效降低净空的风力发电机组的叶片和控制方法。

根据本发明构思的一个实施例，一种风力发电机组的叶片包括：前缘和后缘，沿第一方向位于所述叶片的相对侧；压力面和吸力面，沿与第一方向垂直的第二方向位于所述叶片的相对侧，并且设置在前缘与后缘之间；辅助装置，设置在吸力面上靠近前缘的位置处，并且被构造为通过从内嵌状态改变为凸出状态来执行叶片辅助操作。

可选地，所述辅助装置沿所述叶片的长度方向被布置为一个或多个，且从所述前缘测量，处于翼型弦长的0-1％占比区域内。

可选地，所述辅助装置具有铰链翻转机构，并且所述辅助装置通过所述铰链翻转机构实现内嵌状态和凸出状态；或者所述辅助装置具有螺杆伸缩机构，并且所述辅助装置通过所述螺杆伸缩机构实现内嵌状态和凸出状态；或者所述辅助装置具有可膨胀结构，并且所述辅助装置通过抽充气机构实现形式实现内嵌状态和凸出状态。

可选地，叶片辅助操作包括叶片降载操作，其中，所述辅助装置被构造为通过从内嵌状态改变为凸出状态来执行叶片降载操作。

可选地，所述辅助装置被构造为通过控制凸出状态的凸出程度来执行叶片降载操作。

可选地，叶片辅助操作包括叶片除冰操作，其中，所述辅助装置被构造为通过从内嵌状态改变为凸出状态来执行叶片除冰操作。

根据本发明构思的一个实施例，一种风力发电机组的控制方法包括：接收与风力发电机组相关联的数据；根据所述数据确定是否需要执行叶片辅助操作；响应于确定需要执行叶片辅助操作，控制叶片的辅助装置从内嵌状态改变为凸出状态，其中，所述辅助装置设置在所述叶片的吸力面上靠近所述叶片的前缘的位置处。

可选地，所述辅助装置被构造为降低与所述叶片的正攻角对应的翼型升力系数。

可选地，所述辅助装置被构造为降低与所述叶片的正攻角对应的翼型升力系数的极值点。

可选地，所述辅助装置具有铰链翻转机构，其中，响应于确定需要执行叶片辅助操作，控制叶片的辅助装置从内嵌状态改变为凸出状态的步骤包括：响应于确定需要执行叶片辅助操作，控制所述铰链翻转机构以将所述辅助装置从内嵌状态改变为凸出状态，或者所述辅助装置具有螺杆伸缩机构，其中，响应于确定需要执行叶片辅助操作，控制叶片的辅助装置从内嵌状态改变为凸出状态的步骤包括：响应于确定需要执行叶片辅助操作，控制所述螺杆伸缩机构以将所述辅助装置从内嵌状态改变为凸出状态。