專利名稱：一種風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)風(fēng)輪、風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片及風(fēng)機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，特別涉及一種風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片，還涉及到一種包括該葉片的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪和包括該風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的風(fēng)機(jī)；還涉及一種風(fēng)機(jī)的控制裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)風(fēng)能的利用是當(dāng)前世界能源利用中，利用率增長(zhǎng)速度最快的能源利用方式；當(dāng)前，主要通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)(簡(jiǎn)稱為風(fēng)機(jī))將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，再對(duì)電能加以利用。風(fēng)機(jī)一般包括風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)組和塔筒。風(fēng)輪包括多個(gè)葉片和輪轂；輪轂可旋轉(zhuǎn)地安裝在塔筒頂端，并通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子相連；多個(gè)葉片的根部均安裝在輪轂上， 各葉片的末端向外伸出。在風(fēng)電場(chǎng)，風(fēng)輪能夠在風(fēng)的作用下旋轉(zhuǎn)，吸收風(fēng)能，將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，使輪轂旋轉(zhuǎn)；輪轂再通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，使發(fā)電機(jī)組輸出電能。根據(jù)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)容量不同，不同的風(fēng)機(jī)具有不同的額定風(fēng)速，進(jìn)而風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪具有預(yù)定的直徑，葉片具有預(yù)定的長(zhǎng)度。但是由于風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速具有不穩(wěn)定性，且風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速很少情況下與風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)速相匹配。為了獲得較大的額定風(fēng)速，使風(fēng)機(jī)具有較大的容量，通常使風(fēng)輪具有較大直徑，且通常設(shè)定較高的額定風(fēng)速如兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)速通常設(shè)定在12-13m/s，但國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)的風(fēng)電場(chǎng)全年風(fēng)速在該額定風(fēng)速以上的比率僅占 7% -10% ；因此，各風(fēng)電場(chǎng)中，風(fēng)機(jī)全年超過(guò)90%的時(shí)間工作在欠功率的發(fā)電狀態(tài)，這就造成風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)實(shí)際平均發(fā)電負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于風(fēng)機(jī)的平均設(shè)計(jì)裝機(jī)容量，造成風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的極大浪費(fèi)。如果將風(fēng)輪的直徑設(shè)定的較小，使風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)速降低，可能會(huì)產(chǎn)生風(fēng)速過(guò)高；在風(fēng)速超過(guò)其切出風(fēng)速時(shí)，很容易導(dǎo)致風(fēng)機(jī)失速，也會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)無(wú)法發(fā)電，進(jìn)而也無(wú)法充分利用風(fēng)機(jī)的發(fā)電能力，造成風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的浪費(fèi)。同時(shí)，風(fēng)速超過(guò)風(fēng)機(jī)的切出風(fēng)速還會(huì)造成風(fēng)機(jī)的負(fù)載過(guò)大，使用壽命降低的問(wèn)題。因此，由于風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速不穩(wěn)定，已經(jīng)造成了風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的極大浪費(fèi)。為了克服由于風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速不穩(wěn)定造成的風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的浪費(fèi)不足，當(dāng)前的風(fēng)機(jī)還設(shè)置有變漿矩系統(tǒng)，變漿矩系統(tǒng)能夠使葉片相對(duì)于其軸線旋轉(zhuǎn)，改變其漿矩角，獲得合適的氣動(dòng)扭矩，穩(wěn)定風(fēng)機(jī)的輸出功率。設(shè)置變漿矩系統(tǒng)雖然可以提高對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的利用率，但受到葉片表面積的限制，風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的利用率的提高也受到一定的限制。另外，由于風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速具有不穩(wěn)定性，風(fēng)機(jī)的輸出功率的波動(dòng)性很大，進(jìn)而風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電會(huì)對(duì)主干電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，并會(huì)對(duì)電網(wǎng)電力設(shè)施和用電器產(chǎn)生很大的危害；這也造成風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電能無(wú)法大規(guī)模并網(wǎng)，進(jìn)而無(wú)法充分利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電能，造成了風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片，利用該葉片，可以降低風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的浪費(fèi)，提高對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的利用率。在提供上述葉片的基礎(chǔ)上，還提供了種包括該葉片的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪和包括該風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的風(fēng)機(jī)。另外，基于上述風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片，還提供一種風(fēng)機(jī)的操作控制裝置。本發(fā)明提供的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片包括葉片體，還包括伸縮機(jī)構(gòu)，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括滑動(dòng)配合的第一部件和第二部件；所述第一部件和第二部件之間相對(duì)滑動(dòng)的方向與葉片體的延伸方向平行；所述第一部件與所述葉片體的根部相連，所述第二部件與輪轂相連?？蛇x的，所述伸縮機(jī)構(gòu)為液壓缸，所述第一部件和第二部件分別為液壓缸的缸體和活塞桿?？蛇x的，所述伸縮機(jī)構(gòu)還包括驅(qū)動(dòng)第一部件相對(duì)于第二部件滑動(dòng)的伸縮驅(qū)動(dòng)件。可選的，所述第一部件和第二部件可旋轉(zhuǎn)配合，形成的旋轉(zhuǎn)軸線與葉片體的延伸方向平行；還包括驅(qū)動(dòng)第一部件相對(duì)于第二部件旋轉(zhuǎn)的變漿矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)?？蛇x的，所述第一部件和第二部件均為筒狀結(jié)構(gòu)，所述第一部件套裝在第二部件的內(nèi)部。本發(fā)明提供的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪包括葉片和輪轂，所述葉片的根部與輪轂相連，所述葉片為上述任一種葉片。本發(fā)明提供的風(fēng)機(jī)包括風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)組和塔筒，所述風(fēng)輪安裝在塔筒的頂端，所述風(fēng)輪為上述的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪。本發(fā)明還提供一種風(fēng)機(jī)的操作控制裝置，所述風(fēng)機(jī)包括風(fēng)輪，所述風(fēng)輪包括上述葉片，該操作控制裝置包括風(fēng)速檢測(cè)裝置、控制器和伸縮控制裝置；所述風(fēng)速檢測(cè)裝置用于檢測(cè)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速，所述控制器能夠根據(jù)風(fēng)速檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)及預(yù)定的策略向所述伸縮控制裝置發(fā)送控制指令；所述伸縮控制裝置能夠根據(jù)控制指令使所述伸縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行伸縮；所述預(yù)定策略包括在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速大于第一預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述伸縮機(jī)構(gòu)縮短； 在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速小于該第一預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述伸縮機(jī)構(gòu)伸長(zhǎng)。可選的，所述風(fēng)機(jī)的操作控制裝置還包括變漿矩控制裝置；所述控制器還能夠根據(jù)風(fēng)速檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)及預(yù)定的策略向所述變漿矩控制裝置發(fā)送控制指令；所述變漿矩控制裝置能夠根據(jù)控制指令使風(fēng)機(jī)的變漿矩系統(tǒng)的變漿矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，進(jìn)而改變?nèi)~片的漿矩角；所述預(yù)定策略還包括在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速大于第二預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述葉片的漿矩角增大；在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速小于第二預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述葉片的漿矩角減小?？蛇x的，所述預(yù)定策略還包括在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速大于第三預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述伸縮機(jī)構(gòu)伸至最長(zhǎng)；在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速小于第四預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述伸縮機(jī)構(gòu)縮至最短；所述第三預(yù)定風(fēng)速小于第一預(yù)定風(fēng)速；所述第四預(yù)定風(fēng)速大于第一預(yù)定風(fēng)速。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片包括葉片體，還包括伸縮機(jī)構(gòu)，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括滑動(dòng)配合的第一部件和第二部件；所述第一部件和第二部件相對(duì)滑動(dòng)的方向與葉片體的延伸方向平行；所述第一部件與所述葉片體的根部相連，所述第二部件與輪轂相連。在風(fēng)機(jī)包括該葉片時(shí)，通過(guò)伸縮機(jī)構(gòu)可以使葉片體在風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的徑向方向上移動(dòng)，進(jìn)而使葉片伸長(zhǎng)或收縮。這樣就能夠根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速調(diào)整風(fēng)輪的直徑。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速較高時(shí)，可以使葉片收縮，使風(fēng)輪的直徑減小，使風(fēng)機(jī)的切出風(fēng)速減小，防止風(fēng)機(jī)各部件過(guò)載，保持風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速較大時(shí)，使風(fēng)機(jī)保持正常發(fā)電；在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速較低時(shí)，可以使葉片伸長(zhǎng)，使風(fēng)輪直徑增加，提高風(fēng)輪的風(fēng)能捕捉能力，降低風(fēng)輪的啟動(dòng)力矩，使風(fēng)機(jī)的切入風(fēng)速減小，保持風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速較小時(shí)， 使風(fēng)機(jī)保持發(fā)電。由于葉片可以根據(jù)實(shí)際風(fēng)速進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而能夠使風(fēng)機(jī)在更大的風(fēng)速范圍內(nèi)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而降低風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的浪費(fèi)，提高對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的利用率。另外， 在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速不穩(wěn)定時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整葉片的長(zhǎng)度，使風(fēng)輪捕捉的風(fēng)能保持相對(duì)穩(wěn)定，使風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)力矩及旋轉(zhuǎn)速度保持相對(duì)穩(wěn)定，進(jìn)而使風(fēng)機(jī)的輸出功率保持相對(duì)穩(wěn)定，減小由于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速不穩(wěn)定導(dǎo)致的風(fēng)機(jī)輸出電能對(duì)主干電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊，為充分利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電能提供良好前提。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述第一部件和第二部件可旋轉(zhuǎn)配合，形成的旋轉(zhuǎn)軸線與葉片體的延伸方向平行；還包括驅(qū)動(dòng)第一部件相對(duì)于第二部件旋轉(zhuǎn)的變漿矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 這樣，伸縮機(jī)構(gòu)的第一部件和第二部件同時(shí)能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而可以通過(guò)變漿矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片的漿矩角的變漿矩操作。利用該葉片可以將對(duì)風(fēng)輪葉片的長(zhǎng)度和葉片漿矩角的調(diào)整進(jìn)行結(jié)合，使風(fēng)機(jī)具有更大的適應(yīng)范圍，增加風(fēng)機(jī)控制的控制手段及冗余量，為進(jìn)一步提高對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的利用率提供前提。本發(fā)明提供的風(fēng)機(jī)的操作控制裝置能夠充分利用葉片長(zhǎng)度可調(diào)的特點(diǎn)，為保持風(fēng)機(jī)輸出電能的穩(wěn)定及提高對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的利用率提供前提。


圖1為本發(fā)明提供的一種風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是利用本發(fā)明提供的葉片的工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明公開(kāi)技術(shù)內(nèi)容的限制。請(qǐng)參考圖1，該圖是本發(fā)明提供的一種風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。該風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片包括葉片體100和伸縮機(jī)構(gòu)200 ；葉片體100為長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)，并在預(yù)定方向上延伸；伸縮機(jī)構(gòu)200包括滑動(dòng)配合的第一部件210和第二部件220，且第一部件210和第二部件220 之間相對(duì)滑動(dòng)的方向與葉片體100的延伸方向平行。其中，第一部件210與葉片體100的一端相連；與第一部件相連的該端稱為葉片體100的根端，葉片體100的另一端為末端。第二部件220安裝在風(fēng)機(jī)葉輪的輪轂(圖中未示出)上。這樣就能夠?qū)⑷~片體100與輪轂安裝在一起。伸縮機(jī)構(gòu)200的第一部件210和第二部件220能夠相對(duì)滑動(dòng)，進(jìn)行該伸縮機(jī)構(gòu)能夠進(jìn)行伸長(zhǎng)或收縮動(dòng)作。如圖1所示，在伸縮機(jī)構(gòu)伸長(zhǎng)時(shí)，第一部件210和葉片體100相對(duì)于第二部件220向葉片體100的末端滑動(dòng)L距離，使葉片的整體長(zhǎng)度增加L。在收縮時(shí)，第一部件210和葉片體100相對(duì)于第二部件220反向滑動(dòng)L，使葉片的整體長(zhǎng)度在原來(lái)基礎(chǔ)上減小L。請(qǐng)參考圖2，利用該葉片時(shí)，通過(guò)伸縮機(jī)構(gòu)200，可以使葉片體100在風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的徑向方向上移動(dòng)，進(jìn)而使葉片伸長(zhǎng)或收縮。這樣，在風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪包括該葉片時(shí)，就能夠根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速調(diào)整風(fēng)輪的直徑。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速較高時(shí)，可以使葉片收縮，使風(fēng)輪的直徑減小，如圖2所示，此時(shí)風(fēng)輪的直徑為2R ；此時(shí)可以使風(fēng)機(jī)的切出風(fēng)速減??；進(jìn)而防止風(fēng)機(jī)各部件過(guò)載，保持風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；這樣就可以在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速較大時(shí)，使風(fēng)機(jī)保持發(fā)電。在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速較低時(shí)，可以使葉片伸長(zhǎng)，使風(fēng)輪直徑增加，如圖2所示，此時(shí)，風(fēng)輪的直徑為2(R+L)；葉片伸長(zhǎng)后掃風(fēng)面積增加量為AS= π (R+L)2-jiR2= jiL(R+L)。這樣就能夠提高風(fēng)輪的風(fēng)能捕捉能力，降低風(fēng)輪的啟動(dòng)力矩，使風(fēng)機(jī)的切入風(fēng)速減小，保持風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；這樣就能夠在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速較小時(shí)，使風(fēng)機(jī)保持發(fā)電。實(shí)驗(yàn)證明利用上述包括伸縮機(jī)構(gòu)100的葉片，在風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)速保持不變的情況下，可以將切入風(fēng)速?gòu)?m/s減小到4m/s，將切出風(fēng)速?gòu)?5m/s增加到27m/s。實(shí)驗(yàn)證明在保持切出風(fēng)速不變，同時(shí)避免風(fēng)機(jī)各部件過(guò)載的情況下，可以將風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)速?gòu)?2-13m/s減小到6-lOm/s ；相應(yīng)地可以將風(fēng)機(jī)的額定功能降低，進(jìn)而使風(fēng)機(jī)能夠在更多的時(shí)間內(nèi)滿負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，使風(fēng)機(jī)全年滿負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間比例最高可提升至 50-65 %，進(jìn)而能夠極大地降低風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的浪費(fèi)，進(jìn)而大幅度地提高對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的利用率。同時(shí)，在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速達(dá)到或超過(guò)風(fēng)機(jī)的切出風(fēng)速時(shí)，由于能夠通過(guò)葉片的收縮減小風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)負(fù)載，降低風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)組相應(yīng)結(jié)構(gòu)的負(fù)載，進(jìn)而可以減小傳動(dòng)系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)組相應(yīng)部件的強(qiáng)度要求和設(shè)計(jì)尺寸，進(jìn)而降低風(fēng)機(jī)的制造成本；這樣還有利于風(fēng)機(jī)的安裝。由于風(fēng)機(jī)的額定功率降低，還有利于減小風(fēng)機(jī)輸出功率的波動(dòng)，提高風(fēng)機(jī)輸出電能的品質(zhì)，為利用風(fēng)機(jī)輸出的電能提供方便。另外，在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速不穩(wěn)定時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整葉片的長(zhǎng)度，使風(fēng)輪捕捉的風(fēng)能保持相對(duì)穩(wěn)定，使風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)力矩及旋轉(zhuǎn)速度保持相對(duì)穩(wěn)定，進(jìn)而使風(fēng)機(jī)的輸出功率保持相對(duì)穩(wěn)定，減小由于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速不穩(wěn)定導(dǎo)致的輸出電能對(duì)主干電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊，為充分利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電能提供前提。伸縮機(jī)構(gòu)200同時(shí)可以具有伸縮動(dòng)力，以進(jìn)行自主伸縮。因此，伸縮機(jī)構(gòu)200可以是液壓缸，且其缸體形成第一部件210、活塞桿形成第二部件220 ；活塞桿上設(shè)置有活塞體， 并使該活塞體將缸體的內(nèi)腔分成有桿腔和無(wú)桿腔。通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂崎y可以控制伸縮機(jī)構(gòu) 200的伸長(zhǎng)或收縮，在有桿腔和無(wú)桿腔分別與高壓油路和低壓油路相通時(shí)，伸縮機(jī)構(gòu)200伸長(zhǎng)；在有桿腔和無(wú)桿腔分別與低壓油路和高壓油路相通時(shí)，伸縮機(jī)構(gòu)200收縮。第一部件210和第二部件220之間也可以在其他驅(qū)動(dòng)部件的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行伸縮；即伸縮機(jī)構(gòu)200也可以包括伸縮驅(qū)動(dòng)件，通過(guò)伸縮驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)第一部件210相對(duì)于第二部件 220滑動(dòng)。伸縮驅(qū)動(dòng)件的動(dòng)力源可以為電動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)、電磁線圈、液壓馬達(dá)等等，通過(guò)相應(yīng)齒輪、齒輪齒條、蝸輪蝸桿等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)第一部件210相對(duì)于第二部件220滑動(dòng)。另外，伸縮機(jī)構(gòu)200中，可以使第一部件210和第二部件220可旋轉(zhuǎn)配合，并使形成的旋轉(zhuǎn)軸線與葉片體100的延伸方向平行。另外，葉片還包括驅(qū)動(dòng)第一部件210相對(duì)于第二部件220旋轉(zhuǎn)的變漿矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；變漿矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以包括原動(dòng)機(jī)和變漿矩軸承；變漿矩軸承的內(nèi)圈和外圈可以分別與第一部件210和第二部件220相連。由于伸縮機(jī)構(gòu)200 的第一部件210和第二部件220能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過(guò)變漿矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片的漿矩角的變漿矩操作。進(jìn)而，利用該葉片時(shí)，可以將對(duì)風(fēng)輪葉片的長(zhǎng)度和葉片漿矩角的調(diào)整進(jìn)行結(jié)合，使風(fēng)機(jī)具有更大的適應(yīng)范圍，增加風(fēng)機(jī)控制的控制手段及冗余量，為進(jìn)一步提高對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的利用率提供前提。當(dāng)然，也可以利用現(xiàn)有的變漿矩控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片漿矩角的調(diào)整。在利用現(xiàn)有的變漿矩系統(tǒng)時(shí)，變漿矩系統(tǒng)的變漿矩軸承可以安裝在葉片體與第一部件210之間，也可以安裝在輪轂與第二部件220之間。為了保證第一部件210和第二部件220之間連接的可靠性，優(yōu)選技術(shù)方案中，第一部件210和第二部件220均為筒狀結(jié)構(gòu)，且第一部件210套裝在第二部件220內(nèi)部。當(dāng)然， 也可以是滑動(dòng)配合的其他具體結(jié)構(gòu)。在提供上述葉片的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪包括葉片和輪轂，其葉片的根部與輪轂相連。其中，所述葉片為上述任一種風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片。另外，還提供一種風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)包括風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)組和塔筒，所述風(fēng)輪安裝在塔筒頂端，所述風(fēng)輪為上述的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪。由于風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片具有上述技術(shù)效果，包括該葉片的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪及風(fēng)機(jī)也具有相對(duì)應(yīng)的技術(shù)效果。在提供上述風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上，還提供了一種風(fēng)機(jī)的操作控制裝置。該操作控制裝置包括風(fēng)速檢測(cè)裝置、控制器和伸縮控制裝置；所述風(fēng)速檢測(cè)裝置用于檢測(cè)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速，所述控制器能夠根據(jù)風(fēng)速檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)及預(yù)定的策略向所述伸縮控制裝置發(fā)送控制指令；所述伸縮控制裝置能夠根據(jù)控制指令使所述伸縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行伸縮。其中，所述預(yù)定策略包括在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速大于第一預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使伸縮機(jī)構(gòu)200縮短，使風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的直徑減小， 以減小風(fēng)機(jī)風(fēng)輪捕捉風(fēng)能和能力；這樣就能夠在風(fēng)速較大時(shí)，減小風(fēng)機(jī)的輸出功率；在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速小于該第一預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述伸縮機(jī)構(gòu)伸長(zhǎng)，使風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的直徑減??；這樣就能夠增加風(fēng)機(jī)的輸出功率。使伸縮機(jī)構(gòu)200根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速的大小進(jìn)行伸縮，能夠保持風(fēng)機(jī)輸出功率的穩(wěn)定，減小風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速不穩(wěn)定對(duì)主干電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊，為充分利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電能提供前提。 第一預(yù)定風(fēng)速可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，如為了提高風(fēng)機(jī)的使用壽命，第一預(yù)定風(fēng)速可以是額定風(fēng)速，為了提高風(fēng)機(jī)發(fā)電的品質(zhì)，減小對(duì)主干電網(wǎng)的沖擊，第一預(yù)定風(fēng)速可以根據(jù)主干電網(wǎng)的情況設(shè)定其他預(yù)定風(fēng)速。在風(fēng)機(jī)還包括變漿矩控制系統(tǒng)的情況下，還可以將變漿矩控制系統(tǒng)和伸縮機(jī)構(gòu)伸縮結(jié)合，以調(diào)整風(fēng)機(jī)的輸出功率，盡可能地為利用風(fēng)機(jī)的發(fā)電能力提供前提。此時(shí)，風(fēng)機(jī)的操作控制裝置還可以包括變漿矩控制裝置，所述變漿矩控制裝置能夠使風(fēng)機(jī)變漿矩系統(tǒng)的變漿矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，改變?nèi)~片的漿矩角；控制器還能夠根據(jù)風(fēng)速檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)及預(yù)定的策略向所述變漿矩控制裝置發(fā)送控制指令；變漿矩控制裝置根據(jù)相應(yīng)控制指令控制葉片的漿矩角。此時(shí)，所述預(yù)定策略還包括在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速大于第二預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使葉片的漿矩角增大，在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速小于第二預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使葉片的漿矩角減小。通過(guò)對(duì)葉片漿矩角與葉片長(zhǎng)度的調(diào)整，可以更好地提高風(fēng)機(jī)的使用效率，穩(wěn)定風(fēng)機(jī)的輸出功率，提高風(fēng)機(jī)的適應(yīng)性能。第二預(yù)定風(fēng)速可以與第一預(yù)定風(fēng)速相等，也可以與第一預(yù)定風(fēng)速不相等；第二預(yù)定風(fēng)速可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，以滿足預(yù)定的要求。為了提高風(fēng)機(jī)的適應(yīng)性，提高對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的利用率，所述預(yù)定策略還可以包括在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速大于切入風(fēng)速，且小于第一預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使伸縮機(jī)構(gòu)200伸至最長(zhǎng)，以增加風(fēng)輪的直徑，增加風(fēng)機(jī)的年發(fā)電量，提高對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的利用率。在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速小于切出風(fēng)速時(shí)，使伸縮機(jī)構(gòu)200縮至最短，以減小風(fēng)輪的直徑，減小風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)負(fù)載，保證風(fēng)機(jī)各部件的安全。當(dāng)然，不限于在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速大于切入風(fēng)速時(shí)，使伸縮機(jī)構(gòu)200伸至最長(zhǎng)； 也可以在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速大于其他預(yù)定風(fēng)速(為了描述的方便，該預(yù)定風(fēng)速稱為第三預(yù)定風(fēng)速)，使伸縮機(jī)構(gòu)200伸至最長(zhǎng)。同樣，也可以在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速小于其他預(yù)定風(fēng)速(為了描述的方便，該預(yù)定風(fēng)速稱為第四預(yù)定風(fēng)速)，使伸縮機(jī)構(gòu)200縮至最短；以滿足預(yù)定要求。其中，上述第三預(yù)定風(fēng)速可以分別小于第一預(yù)定風(fēng)速和第二預(yù)定風(fēng)速；第四預(yù)定風(fēng)速可以分別大于第一預(yù)定風(fēng)速和第二預(yù)定風(fēng)速。當(dāng)然，在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速小于切入風(fēng)速(或其他預(yù)定風(fēng)速)時(shí)，可以使伸縮機(jī)構(gòu)縮至最短，并使發(fā)電機(jī)組停止發(fā)電；這樣可以避免風(fēng)機(jī)發(fā)出無(wú)用的電。在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速大于切出風(fēng)速(或其他預(yù)定風(fēng)速)時(shí)，也可以使伸縮機(jī)構(gòu)縮至最短，并使發(fā)電機(jī)組停止發(fā)電；此時(shí)，可以避免風(fēng)機(jī)各部件負(fù)載過(guò)大，或者避免風(fēng)機(jī)風(fēng)輪失速現(xiàn)象的發(fā)生。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明提供的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片，包括葉片體，其特征在于，還包括伸縮機(jī)構(gòu)，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括滑動(dòng)配合的第一部件和第二部件；所述第一部件和第二部件之間相對(duì)滑動(dòng)的方向與葉片體的延伸方向平行；所述第一部件與所述葉片體的根部相連，所述第二部件與輪轂相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片，其特征在于，所述伸縮機(jī)構(gòu)為液壓缸，所述第一部件和第二部件分別為液壓缸的缸體和活塞桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片，其特征在于，所述伸縮機(jī)構(gòu)還包括驅(qū)動(dòng)第一部件相對(duì)于第二部件滑動(dòng)的伸縮驅(qū)動(dòng)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片，其特征在于，所述第一部件和第二部件可旋轉(zhuǎn)配合，形成的旋轉(zhuǎn)軸線與葉片體的延伸方向平行；還包括驅(qū)動(dòng)第一部件相對(duì)于第二部件旋轉(zhuǎn)的變漿矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片，其特征在于，所述第一部件和第二部件均為筒狀結(jié)構(gòu)，所述第一部件套裝在第二部件的內(nèi)部。
6.一種風(fēng)機(jī)風(fēng)輪，包括葉片和輪轂，所述葉片的根部與輪轂相連，其特征在于，所述葉片為權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的葉片。
7.—種風(fēng)機(jī)，包括風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)組和塔筒，所述風(fēng)輪安裝在塔筒的頂端，其特征在于，所述風(fēng)輪為權(quán)利要求6所述的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪。
8.—種風(fēng)機(jī)的操作控制裝置，所述風(fēng)機(jī)包括風(fēng)輪，所述風(fēng)輪包括權(quán)利要求1所述的葉片，其特征在于，該操作控制裝置包括風(fēng)速檢測(cè)裝置、控制器和伸縮控制裝置；所述風(fēng)速檢測(cè)裝置用于檢測(cè)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速，所述控制器能夠根據(jù)風(fēng)速檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)及預(yù)定的策略向所述伸縮控制裝置發(fā)送控制指令；所述伸縮控制裝置能夠根據(jù)控制指令使所述伸縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行伸縮；所述預(yù)定策略包括在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速大于第一預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述伸縮機(jī)構(gòu)縮短；在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速小于該第一預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述伸縮機(jī)構(gòu)伸長(zhǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述風(fēng)機(jī)的操作控制裝置，其特征在于，還包括變漿矩控制裝置；所述控制器還能夠根據(jù)風(fēng)速檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)及預(yù)定的策略向所述變漿矩控制裝置發(fā)送控制指令；所述變漿矩控制裝置能夠根據(jù)控制指令使風(fēng)機(jī)的變漿矩系統(tǒng)的變漿矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，進(jìn)而改變?nèi)~片的漿矩角；所述預(yù)定策略還包括在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速大于第二預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述葉片的漿矩角增大；在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速小于第二預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述葉片的漿矩角減小。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的風(fēng)機(jī)的操作控制裝置，其特征在于，所述預(yù)定策略還包括在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速大于第三預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述伸縮機(jī)構(gòu)伸至最長(zhǎng)；在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速小于第四預(yù)定風(fēng)速時(shí)，使所述伸縮機(jī)構(gòu)縮至最短；所述第三預(yù)定風(fēng)速小于第一預(yù)定風(fēng)速；所述第四預(yù)定風(fēng)速大于第一預(yù)定風(fēng)速。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)風(fēng)輪、風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片及風(fēng)機(jī)的控制裝置。公開(kāi)的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的葉片包括葉片體和伸縮機(jī)構(gòu)，伸縮機(jī)構(gòu)包括滑動(dòng)配合的第一部件和第二部件；所述第一部件和第二部件之間相對(duì)滑動(dòng)的方向與葉片體的延伸方向平行；所述第一部件與所述葉片體的根部相連，所述第二部件與輪轂相連。由于葉片可以根據(jù)實(shí)際風(fēng)速進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而能夠使風(fēng)機(jī)在更大的風(fēng)速范圍內(nèi)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而降低風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的浪費(fèi)，提高對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電能力的利用率。另外，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速不穩(wěn)定時(shí)，通過(guò)調(diào)整葉片的長(zhǎng)度可以使風(fēng)機(jī)的輸出功率保持相對(duì)穩(wěn)定，為充分利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電能提供良好前提。
文檔編號(hào)F03D11/00GK102230453SQ20111016975
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者葉凡, 吳佳梁, 李成鋒 申請(qǐng)人:三一電氣有限責(zé)任公司