“控流变压流场”理论在风力发电领域的应用制造技术

一种风力发电技术采用“变压流场”理论，将通过风电系统的气流经控制、交流压力和密度得到改变，微风被提升到强风，使兆瓦级容量的电机，在微风工况下达到额定功率。当风能超过额定功率时，电机转速传感器将电机转速信号传至控制器，指令调载器调整风流量，将超出的风能卸载，以保持额定功率工况下的输出，实现了电机的恒转速和恒输出。为了实现超大功率装机，风电机组放置于3柱以上多层框架结构中，在框架结构的上端设置自输线塔架，输电线自电机空心轴向上穿出，经固定塔连接每一个输线塔，形成自输、变电系统。

Application of the theory of controlled rheological pressure flow field in wind power generation

A wind power generation technology with variable pressure flow theory, the flow of air through the wind power system with AC control, pressure and density change, the breeze was promoted to the winds, the motor megawatt capacity, rated power conditions in the breeze. When the wind exceeds the rated power, the motor speed sensor in the motor speed signal to the controller, instruction and load regulator to adjust air flow, the wind will exceed unloading, to keep the rated output power conditions, to achieve a constant speed motor and constant output. In order to achieve a large installed power, wind turbines are placed in 3 columns above the multilayer structure, is arranged at the upper end of the transmission line tower frame structure, transmission line from the motor axial hollow out the fixed tower connecting each transmission line tower, formed from the transmission and substation system.

【技术实现步骤摘要】
“控流变压流场”理论在风力发电领域的应用
本专利技术专利涉及一种风力发电技术，采用“控流变压流场”系统理论，提供了变压气流和调载输出，尤其是在技术总成中，提高了风能密度比和风能资源的利用率，使装机容量增大，在微风和超强风速工况下保持额定功率做功。
技术介绍
在风力发电领域，传统的水平轴和垂直轴风电技术，是在“贝茨”理论和技术指导下的，一种在自然流场工况下，利用自然气流转换风电的一系列过程，存在着“风损率和工损率高、风能利用率和转换比低”，系统的转换系数小于0.49，工损率高达0.332，风能利用呈递减的技术，没有发生风压和风速的改变，″风速上升1级，风能提高8倍″的理论效能值没有发生改变，所以在微风和强风时无法达到大功率电机保持额定功率的要求，导致年发电平均只能达到2500小时。单机的配置形成装机容量低，平方公里装机容量小，风能资源利用率低，成本回收需8-10年，即增加了高额成本又造成生态的破坏，所以传统的技术受“贝茨”理论百年的限制，存在诸多阻碍风电发展的未解难题，造成风能资源的巨大损失，能源结构没有得到改变。
技术实现思路
本项专利技术是通过改变自然流场低效能的风电技术，利用“控流、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电系统技术采用“控流变压流场”理论，将提供风电系统需要的恒输出气流(4‑2)，在风洞效应工况下，气流经过控流体时，被控制和调整流向(2)，其压力和密度被提升(241)，自然界的微风被提升到强风，出现3‑4个风级差(241)，使兆瓦级容量的风电系统在微风时达到额定功率，当风能超过额定功率时，由转速信号传感器(5)将信号传至控制器系统，指令调载器(211)将超出的风能卸载，并保持额定功率状态下无切出风速做功，实现了智能控制下的“升谷削峰”过程(4)，实现了电机的恒转速和恒输出工况(4‑2)。为实现大功率装机，风电机组(15)放置于3柱以上大应力多层框架结构中(10)，其上端设置输、变线塔...

【技术特征摘要】
1.一种风力发电系统技术采用“控流变压流场”理论，将提供风电系统需要的恒输出气流(4-2)，在风洞效应工况下，气流经过控流体时，被控制和调整流向(2)，其压力和密度被提升(241)，自然界的微风被提升到强风，出现3-4个风级差(241)，使兆瓦级容量的风电系统在微风时达到额定功率，当风能超过额定功率时，由转速信号传感器(5)将信号传至控制器系统，指令调载器(211)将超出的风能卸载，并保持额定功率状态下无切出风速做功，实现了智能控制下的“升谷削峰”过程(4)，实现了电机的恒转速和恒输出工况(4-2)。为实现大功率装机，风电机组(15)放置于3柱以上大应力多层框架结构中(10)，其上端设置输、变线塔架(6)，输电线自电机经空心轴向上穿出(11)，横向或纵向连接每一个输线塔，形成自输、变电系统(7)。风力机是由扁圆环带形(15)组成，由内环板(147)、上环板(151)、下环板(152)、外环板(148)、外断环板(149)，按比例分割模块化生产、组装成的。风力机(15)由两层牵拉索与电机(14)相连接。2.根据权利要求1所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的风洞效应，在风力机(15)外围设置的控流系统(2)，由封闭的多曲面大宽幅结构体(21)组成，风能(3)经由控流体时，气流的压力及流向被改变，形成高密度比风能，进入并作用于封闭的风力机。3.根据权利要求1或2所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的风力机外围的控流系统(3)，在风力机外围的不同方向设置4个以上相同的四面封闭的大宽幅曲面结构体(2)，每个控流系统的面积等于风电系统的迎风面积(1)，使风能利用和转换率提高。4.根据权利要求1所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的塔状叠罗框架体(7)，在三柱以上结构体(12)由多层桁架相连接(13)呈叠罗状(1)，其上端连接输、变电系统(6)，实现自发电，自输、变电系统。5.根据权利要求1或3所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的风力机外围的控风量(3)，在定风向的情况下，入风面积由迎风面向四周扩展，可设置几倍于迎风面的面积(3)，使风能利用和转换率提高，大功率装机容量提高。6.根据权利要求1或2所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的风力机外控流入风口(221)，在控流系统将通过的风能经控流、调向进入阻风机一侧(221)为入风口，使改变的气流(241)进入封闭的风力机(15)。7.根据权利要求1或5所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的智能调载系统(5)，智能调载系统是调整风速与风密度比的(5)，定风能域值(4-2)，当微风或超额定功率的强风工况时，智能控制系统的转速传感器(5)，指令调载器(211)实时调节入风口(221)的入风量(241)，使通过的气流量保持在额定功率工况。8.根据权利要求1、5或7所述的控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的智能调峰系统(5)，当强风超过额定功率时，由自动化智能控制系统感应电机转速信号(5)，传至控制器指令调载器(211)，使通过的气流达到风电机的额定转速和额定功率输出，达到“削峰”的目的。9.根据权利要求1、3或，7所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的智能调控系统，当电机的转速达不到额定功率时，调载系统利用控流系统的调控、增压增加气流量，实现微风工况下风能“升谷”至额定功率值的过程。10.根据权利要求1、3或8所述的采用“控流变压流场系统”，其特征在于所述的无切出风速，在智能系统控制下的调载系统，控制风能在额定功率工况，并保持在超强风工况下额定输出，实现无切出风速。11.根据权利要求1或7所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的调载器系统(211)，决定电机输出功率是否能保持额定阈值(4-2)，由感应电机的转速功率信号(5)，指令调载器对微风到强风的实时控制(211)，使风机保持在额定恒速、恒输出工况，对电网无高压穿透。12.根据权利要求1所述的采用“控流变压流场系统”理论，其特征在于所述的大应力框架结构体(10)，为了提高结构应力，由3根以上的框架结构支撑柱(12)连接多层桁架(13)，增大受力面积，提高了整体应力和抗灾害的能力。13.根据权利要求1或12所述的采用“控流变压流场系统”理...

【专利技术属性】
技术研发人员：于平，
申请(专利权)人：于平，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23