倾角调节系统、调节方法和海上风力发电机组技术方案

本发明专利技术提供一种倾角调节系统、调节方法和海上风力发电机组，该系统包括：调节机构，所述调节机构设置在风力发电机组的塔筒上并利用自身的重量变化来调整施加于所述塔筒的力矩，以调节所述塔筒的倾斜度；控制器，所述控制器通过控制所述调节机构内部的储水量来改变所述调节机构的重量。根据本发明专利技术的海上风力发电机组倾角调节系统和调节方法，可调整海上风力发电机组的倾角(即，改变风力发电机组的扫风面积)，调整发电功率，降低风力发电机组的载荷，提高机组的使用寿命，并可使海上风力发电机组具有抗台风能力。

Inclination angle regulating system, regulating method and offshore wind-driven generator set

The present invention provides a method and adjustment of the angle of the offshore wind turbine control system, the system includes: adjusting mechanism, the adjustment mechanism is provided in the tower of wind turbine and the weight change of the adjustment is applied to the tower of the moment, to adjust the inclination of the tower; the controller, the controller through the internal adjusting mechanism to control the storage capacity to change the weight adjusting mechanism. According to the inclination of the offshore wind turbine of the invention of regulation system and regulation method, which can adjust the angle of offshore wind turbine (wind area, the change of wind turbine), adjust power, reduce the load of wind turbine, improve the unit's service life, and can make the offshore wind turbine with anti typhoon ability.

【技术实现步骤摘要】
倾角调节系统、调节方法和海上风力发电机组
本专利技术属于风力发电领域，更具体地讲，涉及风力发电机组的倾角调节系统、调节方法和海上风力发电机组。
技术介绍
随着风力发电技术的不断发展，风力发电机组已经出现在各个地区。华北、西北、东北等地区风能资源丰富，发电总量多，然而，这些地区电能消耗较低，将电能远距离传输到能源消耗较高的地区需要极大的前期投入。基于此，各风力发电机组厂商都将大量研发投入到难度更大的海上风力发电。海上及潮间带风电机所处的环境与陆地条件截然不同，在设计和建设海上风场过程中，不得不考虑诸如盐雾腐蚀、海浪载荷、海冰冲撞、台风破坏等恶劣自然条件的影响。现有的近海海上风力发电机组多采用桁架或水泥结构作为基座建在海底，但随着离岸距离越远，用此种方法建立风力基座的成本将大幅增加。陆上风机多采用变桨变速控制方法限制风机的发电功率，而海上天气多变且存在台风等恶劣天气，现有技术中的海上风力发电机组不具有抗台风能力，并且尚没有对海上风力发电机组的叶轮扫风面积进行调整以有效限制海上风力发电机组发电功率的调节系统和调节方法。因此，需要一种能够有效地调节风力发电机组的发电功率、提高风力发电机组的承载能力、延长风力发电机组的使用寿命的调节系统、调节方法和海上风力发电机组。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种能够改变风力发电机组倾角的倾角调节系统，该系统可包括：调节机构，所述调节机构设置在风力发电机组的塔筒上并利用自身的重量变化来调整施加于所述塔筒的力矩，以调节所述塔筒的倾斜度；控制器，所述控制器通过控制所述调节机构内部的储水量来改变所述调节机构的重量。优选地，所述调节机构可包括对称布置在所述塔筒周围的多个储水器。优选地，所述多个储水器可包括迎风侧储水器和背风侧储水器。优选地，该系统还包括用于测量风速的测风仪或感测风力发电机组的叶轮转速的传感器，所述测风仪可设置在风力发电机组的机舱上，所述传感器可设置在所述机舱或所述塔筒内。优选地，所述多个储水器可包括储水桶、用于抽出或排出储水器内部的水的水泵以及与所述水泵连接的水管。优选地，该系统还可包括控制阀，所述控制阀设置在所述储水桶的底部，所述水泵及所述水管设置在所述储水桶的上部。本专利技术的另一目的在于提供一种能够改变风力发电机组倾角的倾角调节方法，所述方法可利用如上所述的倾角调节系统，并且可包括：通过控制设置在塔筒上的调节机构内部的储水量来改变调节机构施加到塔筒的力矩，以调节塔筒的倾斜度。优选地，该方法还可包括测量风速或感测风力发电机组的叶轮转速的步骤。优选地，当测量的风速或感测到的叶轮转速大于或等于第一预定值时可减小调节机构在迎风侧施加到塔筒的力矩和/或增大调节机构在背风侧施加到塔筒的力矩。优选地，当测量的风速或感测到的叶轮转速小于第二预定值时可增大调节机构在迎风侧施加到塔筒的力矩和/或减小调节机构在背风侧施加到塔筒的力矩。优选地，当测量的风速或感测到的叶轮转速大于或等于第一预定值时可抽出所述迎风侧储水器内的水和/或向所述背风侧储水器供水。优选地，当测量的风速或感测到的叶轮转速小于第二预定值时可向所述迎风侧储水器供水和/或抽出所述背风侧储水器内的水。本专利技术的另一目的在于提供一种利用如上所述的倾角调节系统的海上风力发电机组。根据本专利技术的风力发电机组倾角调节系统和调节方法，可调整海上风力发电机组的扫风面积、调整发电功率、提高风力发电机组的运行范围以及提高风力发电机组的使用寿命。附图说明通过结合附图对下面的实施例的描述，本专利技术这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中：图1是根据本专利技术的实施例的风力发电机组的示意图；图2是根据本专利技术的实施例的风力发电机组的调节机构的截面图；图3a和图3b是示出根据本专利技术的实施例的风力发电机组倾角调节过程的示意图；图4至图6是根据本专利技术的实施例的风力发电机组的倾角调节方法的流程图。具体实施方式下面参照附图来描述本专利技术的实施例，在附图中相同的标号始终指示相同的部件。图1是根据本专利技术的实施例的风力发电机组的示意图。根据本专利技术的实施例的风力发电机组可包括：调节系统111、叶轮(包括叶片102和轮毂103)、机舱104、塔筒105、支撑环106等，其中，叶片102连接到轮毂103，轮毂103与机舱104连接，机舱104由塔筒105支撑，支撑环106缠绕在塔筒105上。缆绳可系在支撑环106上，使风力发电机组保持稳定。如图1所示，天气正常的情况下，塔筒105与海平面保持一定的角度(整个风力发电机组后仰一定的角度)，机舱104的转轴与水平风向的夹角保持一定的角度。当天气状况恶化(例如，台风)，风速较高或者叶轮转速较大时，可调节机舱104的转轴与水平风向之间的夹角(以下称为“倾角”)，来改变风力发电机组的扫风面积，从而改变风力发电机组的发电功率，降低风力发电机组的载荷并提高其使用寿命。调节系统111可包括调节机构和控制单元，控制单元可通过控制调节机构内部的储水量来改变调节机构的重量，由此改变调节机构施加到塔筒105的力矩，以调节塔筒105的倾斜度，改变叶轮的扫风面积，从而调整风力发电机组的发电功率。调节机构可设置在塔筒105上或设置在塔筒105周围。例如，调节机构可设置在支撑环106的上方。控制单元可包括控制器，控制器可设置在塔筒105或机舱104内，并且控制器可通过集成电路实现。当向调节机构供水或释放调节机构内的水时，调节机构的储水量发生变化，调节机构施加到塔筒105的力矩发生改变，因此塔筒105向一侧倾斜，例如，塔筒105可向迎风侧倾斜或向背风侧倾斜，使风力发电机组的扫风面积改变，从而改变风力发电机组的发电功率。另外，本专利技术的实施例不限于基础式平台，本专利技术的实施例还可应用于单柱式平台、张力腿平台、驳船型平台和半潜式平台等。下面将结合图2对根据本专利技术的实施例的风力发电机组倾角调节系统和调节机构进行详细的描述。图2是根据本专利技术的实施例的风力发电机组的调节机构的截面图。根据本专利技术的实施例，风力发电机组倾角调节系统111可包括调节机构101和控制单元。为了解释的方便，图2中示出调节机构101包括塔筒105等，但是根据本专利技术的调节机构101也可不包括塔筒105等。调节机构101可预先存储预定量的水(例如，50％～60％)。如图2所示，调节机构101可以设置在塔筒105上或设置在塔筒105周围，并能够利用自身的重量变化来调整施加于塔筒105的力矩，以调节塔筒105的倾斜度，同时改变风力发电机组的扫风面积。例如，调节机构101可包括对称布置在塔筒105周围的多个储水器201。可选地，各个储水器201可包括储水桶和用于抽出或排出储水桶内的水的水泵202和与水泵(202)连接的水管204。各个储水器201还可包括控制阀(未示出)，控制阀可设置在储水桶的底部，水泵202和水管204可设置在储水桶的上部。多个储水器201可通过支撑架203设置(例如，固定)在塔筒105周围，也可通过其他的固定装置或直接设置在塔筒105周围。支撑架203可具有矩形截面，因此有利于多个储水器201的对称设置，便于改变塔筒105的倾斜度或改变风力发电机组的扫风面积。另外，多个储水器201可以以塔筒105为中心对称布置，对称地设置储水器201便于对风力发电机组的扫风面积或塔筒1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组的倾角调节系统，其特征在于，包括：调节机构(101)，所述调节机构(101)设置在风力发电机组的塔筒(105)上并利用自身的重量变化来调整施加于所述塔筒(105)的力矩，以调节所述塔筒(105)的倾斜度；控制器，所述控制器通过控制所述调节机构(101)内部的储水量来改变所述调节机构(101)的重量。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的倾角调节系统，其特征在于，包括：调节机构(101)，所述调节机构(101)设置在风力发电机组的塔筒(105)上并利用自身的重量变化来调整施加于所述塔筒(105)的力矩，以调节所述塔筒(105)的倾斜度；控制器，所述控制器通过控制所述调节机构(101)内部的储水量来改变所述调节机构(101)的重量。2.根据权利要求1所述的倾角调节系统，其特征在于，所述调节机构(101)包括对称布置在所述塔筒(105)周围的多个储水器(201)。3.根据权利要求2所述的倾角调节系统，其特征在于，所述多个储水器(201)包括迎风侧储水器和背风侧储水器。4.根据权利要求3所述的倾角调节系统，其特征在于，还包括设置在风力发电机组的机舱(104)上的测风仪或设置在所述机舱(104)或所述塔筒(105)内的叶轮转速传感器。5.根据权利要求2至4任一项所述的倾角调节系统，其特征在于，所述多个储水器(201)包括储水桶、用于抽出或排出储水器内部的水的水泵(202)以及与所述水泵(202)连接的水管(204)。6.根据权利要求5所述的倾角调节系统，其特征在于，还包括：控制阀，所述控制阀设置在所述储水桶的底部，所述水泵(202)及所述水管(204)设置在所述储水桶的上部。7.一种风力发电机组的倾角调节方法，所述风力发电机组具有倾角调节系统，所述倾角调节系统包括设置在所述风力发电机组的塔筒(105)上的调节机构(101)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李会勋，时洪奎，程述亮，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11