风力发电站和多转子风轮机系统技术方案

风力发电站包括成行列布置的多个风轮机系统，并且包括具有至少一个线缆的线缆支撑系统。所述线缆在第一风轮机上方且在第二风轮机下方联接至支撑结构。所述线缆将直接相邻的风轮机系统联接在一起。所述线缆可以沿着至少一行或至少一列的整个长度延伸。风轮机系统包括多个风轮机以及包括塔架和支撑臂的支撑结构。该线缆支撑系统联接至所述风轮机系统，并且被构造成将该风轮机系统上的载荷传递至风力发电站中的另一个风轮机系统。

Wind power station and multi rotor wind turbine system

The wind power station comprises a plurality of wind turbine systems arranged in rows and includes a cable support system having at least one cable. The cable is connected above the second wind turbine to the support structure above the first wind turbine. The cables connect directly adjacent wind turbine systems. The cable can extend along the entire length of at least one row or at least one column. The wind turbine system consists of several wind turbines and supporting structures including tower and support arms. The cable support system is connected to the wind turbine system and is constructed to transfer the load on the wind turbine system to another wind turbine system in the wind power station.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风力发电站和多转子风轮机系统
本专利技术总体上涉及风力发电站，更具体而言涉及包括多转子风轮机系统的风力发电站。
技术介绍
风轮机用来利用可再生资源并且无需燃烧化石燃料来产生电能。一般来说，风轮机将运动风能转换成机械能，并且随后将机械能转换成电能。风轮机经常以大群体方式放置在一起，从而有效地形成风力发电站。风轮机的一种通用类型为逆风水平轴风轮机(HAWT)。HAWT包括塔架、位于塔架顶点处的机舱和由机舱支撑的单个风轮机转子。风轮机转子位于机舱的前部，并且在其支撑塔架的上游面对风向。风轮机转子与容纳在机舱内部的发电机直接联接或者间接联接。风轮机转子包括中央毂和安装至该中央毂并从该中央毂径向地延伸的多个叶片(例如，三个叶片)。从任何风轮机输出的功率都取决于风轮机处的风力。通常，风向和风速与地球上方海拔强烈相关。海拔越高相当于风速越高。例如，海拔翻倍可以使风力增加20％到60％。从另一个角度来说，海拔翻倍可以使风轮机输出功率增加34％。因此，在更高海拔处操作的风轮机产生相对比较而言更多的功率。然而，将风轮机定位在更高海拔处比较昂贵。为了到达更高海拔，增加塔架高度。增加塔架高度需要增加塔架直径以避免塔架由于最大风载荷的预期增加而弯曲。例如，塔架高度翻倍可能必须将塔架直径翻倍。塔架高度翻倍因而导致材料用量增加至少四倍。更高塔架的成本因而可能成为将风轮机升高至更佳海拔以产生能量的限制因素。因此，在所有构建成本包括塔架成本与计划功率输出之间存在折衷。对于HAWT来说，已经发现近似为叶片长度两到三倍的塔架高度能够平衡塔架和其它部件的材料成本和功率输出。风轮机设计在任何特定海拔从风输出的功率方面也起重要作用。除了从更高风速获得更大功率之外，从风获得的功率与风轮机叶片的扫掠区域成比例。对于HAWT，通过使用较长风轮机叶片增加扫掠区域。叶片越长，叶片顶端追踪的面积就越大。还有其它风轮机设计变化来增加扫掠区域。作为包括单个风轮机转子的HAWT的替换方案，多转子风轮机在单个塔架上结合多个风轮机转子。将转子数量倍增能够有效地增加扫掠区域。这相当于将一组叶片的扫掠区域简单地乘以转子数量的倍数(假定所有叶片都为相同长度)。通常有两种类型的多转子风轮机。一种类型为共面多转子风轮机，而另一种类型为同轴风轮机。在共面多转子风轮机中，多个风轮机转子与在每个风轮机转子上的各个分轮机叶片平行地布置，从而在相同平面上旋转。这种类型的风轮机还可以被称为阵列风轮机。在同轴多转子风轮机中，涡轮机转子串联地布置在单个轴线上。也就是说，风驱动前端风轮机转子，然后操作尾端风轮机转子。鉴于扫掠区域可通过多转子风轮机倍增，多转子风轮机至少提供了相比于单转子风轮机使每个塔架实现高得多的容量的前景。然而，多转子风轮机在塔架高度方面同样会经历与HAWT类似的缺陷。此外，当考虑到更为复杂的塔架系统(包括多个转子的重量和附加支撑设备)时，多转子风轮机塔架的成本可能仍然较大。因而，需要一种改进的风力发电站和风轮机系统，它们允许在更高海拔放置多个风轮机，同时使资本成本最小化并且不会牺牲结构稳定性。
技术实现思路
为了解决这些和其它缺陷，风力发电站包括多个风轮机系统。每个风轮机系统包括多个风轮机，例如第一风轮机和第二风轮机。所述风轮机系统还包括支撑结构，该支撑结构包括塔架。所述第一风轮机和所述第二风轮机由所述塔架支撑。所述风轮机系统进一步包括线缆支撑系统，该线缆支撑系统包括第一线缆，该第一线缆在一联接高度处联接至至少两个直接相邻的风轮机系统，所述联接高度低于所述第一风轮机且高于所述第二风轮机。所述两个直接相邻的风轮机系统的联接高度近似相同。所述线缆支撑系统被构造成沿着所述线缆在所述风轮机系统之间传递载荷。术语“联接高度”是指线缆联接或附装至所述支撑结构/塔架/锚固件的高度。根据本专利技术，两个直接相邻的风轮机系统上的联接高度近似相同。这意味着，根据哪个方向需要支撑，可以存在通过一根线缆从一个风轮机系统到另一个风轮机系统的直接支撑，反之亦然。此外，这方便数量更多的风轮机系统经由一根长线缆联接的情况或者多个分段线缆相连的情况，所述多个分段线缆基本以单方向方式延伸以传递载荷并横跨支撑结构的长线进行支撑。这例如与每个单独支撑结构可以具有至地面的单独线缆支撑，对于每个单独支撑，线缆支撑向下倾斜的情况相反。通过这样将载荷分散在许多支撑结构上，可以获得如这里描述的优点。具体而言，在任何单个位置处单个线缆上的张力快速变化都被分布至没有受到线缆中由突然局部风载荷引起的初始变化或张力激增影响的周围风轮机系统。在一个实施方式中，所述线缆支撑系统将至少一个风轮机系统联接至至少三个其它直接相邻的风轮机系统。在一个实施方式中，所述多个风轮机系统布置成多行和多列，并且所述线缆支撑系统将这些行中的至少一行联接至这些列中的每列。所述第一线缆可以延伸至少一行的整个长度。第二线缆可以延伸至少一列的整个长度。又一个线缆可以在与所述第一线缆大约相同联接高度处联接至两个直接相邻的风轮机系统。第三线缆可以平行于所述第一电缆，并且将至少一个风轮机系统联接至至少三个其它直接相邻的风轮机系统。所述风轮机均包括多个风轮机叶片，每个风轮机叶片限定扫掠区域。所述线缆在所述扫掠区域外位于所述塔架上。例如，所述第二风轮机包括限定扫掠区域的多个风轮机叶片。该线缆在所述第一风轮机的扫掠区域上方联接至所述塔架。在一个实施方式中，所述多个风轮机系统中的每个风轮机系统包括分别由四个支撑臂支撑的四个风轮机。每个支撑臂都从所述塔架向外延伸。所述第一线缆在一对支撑臂上方且在另一对支撑臂下方联接至每个塔架。所述线缆支撑系统可以进一步包括锚固件。所述第一线缆可以在低于所述第一线缆在所述风轮机系统上的联接高度的联接高度处联接至所述锚固件。所述线缆支撑系统包括联接至每个塔架的外表面的夹紧机构。所述夹紧机构可以摩擦接合所述线缆中的一个或多个。一个线缆穿过所述夹紧系统至直接相邻的风轮机系统上的另一个夹紧机构。所述线缆支撑系统可以包括联接至每个塔架的内表面的另选夹紧机构。每个塔架包括开口，所述线缆穿过该开口。所述夹紧机构可以摩擦接合所述第一线缆。所述第一线缆可以穿过所述夹紧系统至直接相邻的风轮机系统上的另一个夹紧机构。在本专利技术的另一个方面中，该风轮机系统包括第一风轮机、第二风轮机和支撑结构，该支撑结构包括塔架。所述第一风轮机和所述第二风轮机由所述塔架支撑。线缆支撑系统包括第一线缆，该第一线缆联接在所述塔架上的载荷中心处。所述载荷中心位于所述第一风轮机下方且在所述第二风轮机上方。所述线缆支撑系统被构造成沿着所述第一线缆将所述风轮机系统上的载荷传递至相邻结构，诸如另一个风轮机系统或锚固件。所述线缆支撑系统可以进一步包括也联接至所述塔架上的载荷中心的第二线缆。所述第二线缆可以平行于所述第一线缆或与所述第一线缆相交。所述第二风轮机包括限定扫掠区域的多个风轮机叶片。所述第一线缆可以位于所述扫掠区域上方。附图说明结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施方式，并且用来与下面给出的详细描述一起说明本专利技术的各个方面。图1是根据本专利技术的一个实施方式的多转子风轮机系统的正视图；图2是沿着剖面线2-2截取的图1的多转子风轮机系统的剖视图；图3是根据本专利技术的一个实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电站(16)，该风力发电站包括：多个风轮机系统(10)，每个风轮机系统均包括：第一风轮机(14a)；第二风轮机(14c)；和支撑结构(12)，该支撑结构包括塔架(20)，所述第一风轮机(14a)和所述第二风轮机(14c)由所述塔架(20)支撑；以及线缆支撑系统(18)，该线缆支撑系统包括第一线缆(48，50)，该第一线缆在一联接高度处联接至至少两个直接相邻的风轮机系统(10)，所述联接高度低于所述相邻的风轮机系统(10)中的每个风轮机系统上的第一风轮机(14a)而高于第二风轮机(14c)，所述至少两个直接相邻的风轮机系统(10)上的所述联接高度近似相同，其中，所述线缆支撑系统(18)被构造成沿着所述第一线缆(48，50)在所述风轮机系统(10)之间传递载荷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.22 DK PA2015708481.一种风力发电站(16)，该风力发电站包括：多个风轮机系统(10)，每个风轮机系统均包括：第一风轮机(14a)；第二风轮机(14c)；和支撑结构(12)，该支撑结构包括塔架(20)，所述第一风轮机(14a)和所述第二风轮机(14c)由所述塔架(20)支撑；以及线缆支撑系统(18)，该线缆支撑系统包括第一线缆(48，50)，该第一线缆在一联接高度处联接至至少两个直接相邻的风轮机系统(10)，所述联接高度低于所述相邻的风轮机系统(10)中的每个风轮机系统上的第一风轮机(14a)而高于第二风轮机(14c)，所述至少两个直接相邻的风轮机系统(10)上的所述联接高度近似相同，其中，所述线缆支撑系统(18)被构造成沿着所述第一线缆(48，50)在所述风轮机系统(10)之间传递载荷。2.根据权利要求1所述的风力发电站(16)，其中，所述线缆支撑系统(18)将至少一个风轮机系统(10)联接至至少三个其它直接相邻的风轮机系统(10)。3.根据权利要求1或2所述的风力发电站(16)，其中，所述多个风轮机系统(10)布置成多行和多列，并且所述线缆支撑系统(18)将这些行中的至少一行联接至这些列中的每列。4.根据权利要求3所述的风力发电站(16)，其中，所述第一线缆(48，50)延伸至少一行的整个长度。5.根据权利要求4所述的风力发电站(16)，其中，所述线缆支撑系统(18)进一步包括延伸至少一列的整个长度的第二线缆(48，50)。6.根据权利要求5所述的风力发电站(16)，其中，所述线缆支撑系统(18)进一步包括第三线缆(48，50)，该第三线缆在与所述第一电缆(48，50)大约相同的联接高度处联接至所述至少两个直接相邻的风轮机系统(10)，并且平行于所述第一线缆(48，50)。7.根据权利要求6所述的风力发电站(16)，其中，所述第三线缆(48，50)将至少一个风轮机系统(10)联接至至少三个其它直接相邻的风轮机系统(10)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的风力发电站(16)，其中，所述第一风轮机(14a)包括限定扫掠区域(46)的多个风轮机叶片(44)，并且所述第一线缆(48，50)在所述扫掠区域(46)下方联接至所述塔架(20)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的风力发电站(16)，其中，所述多个风轮机系统(10)中的每个风轮机系统包括分别由四个支撑臂(30，32)支撑的四个风轮机(14a，14b，14c，14d)，每个支撑臂从所述塔架(20)向外延伸，并且所述第一线缆(48，50)在一对支撑臂(30，3...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·L·鲍恩，H·库德斯克，J·L·纽鲍尔，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK