風力渦輪機模塊化組件、風力渦輪機及其風力渦輪機組的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及風力渦輪機模塊化組件、風力渦輪機及其風力渦輪機組，風力渦輪機具有來自切入風速的功率輸出和處于額定風速時的額定功率，風力渦輪機模塊化組件包括：具有下端和上端的風力渦輪機塔架，其上端對接機艙，機艙對接輪轂，輪轂傳遞捕獲的能量并對接葉片組，葉片組包括至少兩個風力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片，轉(zhuǎn)子葉片至少一部分通過變槳系統(tǒng)以一槳距角變槳；每個轉(zhuǎn)子葉片具有固定端和自由端之間的葉片長度，固定端固定在輪轂上，在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，捕獲風能，葉片組包括：第一葉片組至少一部分具有根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第一外形，用于捕獲風速閾值以上的高風速，第二葉片組至少一部分具有根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第二外形，用于捕獲風速閾值以下的低風速。
【專利說明】風力渦輪機模塊化組件、風力渦輪機及其風力渦輪機組
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風力渦輪機模塊化組件，其用于組裝風力渦輪機，該風力渦輪機具有來自切入風速的功率輸出以及處于額定風速時的額定功率，所述風力渦輪機模塊化組件包括至少兩組風力渦輪機塔架、風力渦輪機機艙、輪轂和葉片組，其中:
[0002]-所述風力渦輪機塔架具有下端和上端，所述上端設置為對接至
[0003]-所述風力渦輪機機艙，該風力渦輪機機艙設置為對接至
[0004]-所述輪轂，該輪轂設置為傳遞所捕獲到的能量，并設置為對接至
[0005]-所述葉片組，該葉片組包括至少兩個風力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片，所述轉(zhuǎn)子葉片的至少一部分設為通過變槳系統(tǒng)以一槳距角變槳；并且每個所述轉(zhuǎn)子葉片具有介于固定端和自由端之間的葉片長度，所述固定端設為固定在輪轂上，以便在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并捕獲風能，
[0006]所述至少兩組葉片組包括:
[0007]-第一葉片組的至少一部分具有根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第一外形，該根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第一外形設置為捕獲風速閾值以上的高風速，以及
[0008]-第二葉片組的至少一部分具有根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第二外形，該根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第二外形設置為捕獲風速閾值以下的低風速。
[0009]【背景技術】
[0010]本發(fā)明涉及用于低風速和高風速的風力渦輪機組件以及風力渦輪機。
[0011]通常地，風力渦輪機和風力渦輪機組由對于特定風力條件最優(yōu)化的組件制成。這意味著，對于特定的位置或風力條件，風力渦輪機建造為通過使用統(tǒng)一的或相同的風力渦輪機，盡可能多地獲得能量。因此，風力渦輪機將設計為在特定風速下表現(xiàn)出最佳的性能。這可以用于低風速，或者用于高風速。
[0012]實用新型內(nèi)容
[0013]本發(fā)明的一個目的是提供用于風力渦輪機組的標準元件，同時提供使風力渦輪機組能夠在低風速下和高風速下捕獲能量的技術手段。
[0014]本發(fā)明的另一個目的是提供一種風力渦輪機組，該風力渦輪機組可由相同的元件或組件建造而成，并產(chǎn)生最佳的功率輸出，即使在大范圍的風速內(nèi)，也可能實現(xiàn)。
[0015]本發(fā)明的目的通過一種風力渦輪機模塊化組件實現(xiàn)，該風力渦輪機模塊化組件用于組裝風力渦輪機，該風力渦輪機具有由切入風速產(chǎn)生的功率輸出以及處于額定風速時的額定功率，所述風力渦輪機模塊化組件包括至少兩組風力渦輪機塔架、風力渦輪機機艙、輪轂和葉片組，其中:
[0016]-所述風力渦輪機塔架具有下端和上端，所述上端設置為對接至
[0017]-所述風力渦輪機機艙，該風力渦輪機機艙設置為對接至
[0018]-所述輪轂，該輪轂設置為傳遞捕獲的能量，并設置為對接至
[0019]-所述葉片組，該葉片組包括至少兩個風力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片，所述轉(zhuǎn)子葉片的至少一部分設為通過變槳系統(tǒng)以一槳距角變槳；并且每個所述轉(zhuǎn)子葉片具有介于固定端和自由端之間的葉片長度，所述固定端設為固定在輪轂上，以便在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并捕獲風能，[0020]所述至少兩組葉片組包括:
[0021]-第一葉片組的至少一部分具有根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第一外形，該根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第一外形設置為捕獲風速閾值以上的高風速，以及
[0022]-第二葉片組的至少一部分具有根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第二外形，該根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第二外形設置為捕獲風速閾值以下的低風速。
[0023]在一個特定的實施例中，所述根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的外形為，其中，第一葉片組中的第一葉片具有第一葉片長度，第二葉片組中的第二葉片具有第二葉片長度，所述第二葉片長度大于所述第一葉片長度。
[0024]所述風速閾值為風速分布的中間值或平均值，其通過威布爾分布估算得到，或者通過在特定地點進行測量或預估得到。通常地該風速包括方向信息，并且用風向圖表示。
[0025]本領域技術人員理解這些差異，并注重常規(guī)觀測。對于有給定方向，或者簡化至不包含方向信息的情況，風速分布中有個峰，風速閾值簡單地將風速分為低風速部分和高風速部分。通常，風速閾值剛好在峰的周圍，并且很多時候只是在峰的較高一端上。
[0026]假設，風速閾值的分布、或者擬合的起始點為，這些測量、擬合或分析確定的分布的平均值。
[0027]從而，使得風力渦輪機組件可以更為流水線地生產(chǎn)、運輸、組裝和維護，這從總體上將減少資源，降低包括人力資本在內(nèi)的成本。
[0028]從而，根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種風力渦輪機組件，其能夠有效地用于建設風力發(fā)電廠或渦輪機一包括風力渦輪機組一這些風力渦輪機能夠在大范圍風速內(nèi)運行并且發(fā)電，從而提高捕獲風能的總體可靠性。
[0029]本領域技術人員知曉，盡管組件中的元件或模塊理解為對每個低風速或高風速捕獲渦輪機來說都是相同的，然而對不同元件或模塊間的界面進行些許調(diào)整，也是理所當然的需要，并且仍然在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的葉片組包括不同的實施方式。
[0031]在一種實施方式中，葉片組包括三個葉片，每個葉片從輪轂處的安裝點延伸至葉尖。這些葉片可設置為通過變槳系統(tǒng)進行變槳，所述變槳系統(tǒng)位于輪轂和葉片之間。
[0032]在另一種實施方式中，葉片組包括兩個葉片，每個葉片具有內(nèi)側(cè)葉片部分和外側(cè)葉片部分，所述內(nèi)側(cè)葉片部分安裝至輪轂上，所述外側(cè)葉片部分通過介于兩葉片部分之間的變槳系統(tǒng)，相對于內(nèi)側(cè)葉片部分進行變槳。
[0033]在部分變槳實施方式的優(yōu)選實施例中，第一葉片組的內(nèi)側(cè)葉片部分和第二葉片組的內(nèi)側(cè)葉片部分相同。在該實施例中，第一外側(cè)葉片部分具有用于高風速捕獲的根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第一外形，第二外側(cè)葉片部分具有用于低風速捕獲的根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的
第二外形。
[0034]在另一種實施方式中，第一內(nèi)側(cè)葉片部分設置為高風速捕獲，第二內(nèi)側(cè)葉片部分設置為低風速捕獲。
[0035]根據(jù)另一種實施方式，本發(fā)明的特別之處在于，其具有控制器，該控制器用于在低風速捕獲模式和高風速捕獲模式下，操控已組裝好的風力渦輪機模塊化組件。
[0036]從而，相同的控制器可用于不同的低風速風力渦輪機或者高風速風力渦輪機。
[0037]本領域技術人員知曉，風力渦輪機組件可制作為帶有一個控制器，該控制器具有適合于低風速運行的程序或一組操控指令。同樣，也可提供另一個控制器，其具有僅適合于高風速運行的程序或者一組操控指令。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，本發(fā)明的特別之處在于，其具有:
[0039]-第一葉片組中的第一葉片，其具有第一葉片長度，和
[0040]-第二葉片組中的第二葉片，其具有第二葉片長度，所述第二葉片長度長于所述第一葉片長度。
[0041]從而，提供了兩種不同的風力渦輪機組件，其中，較長的葉片允許捕獲低風速的風，較短的葉片允許捕獲高風速的風。
[0042]具有相同的結(jié)構(gòu)元件，并且基本上僅僅是葉片長度不同，這是實現(xiàn)本發(fā)明目的的一種特別簡單的方式。
[0043]根據(jù)另一種實施方式，本發(fā)明的特別之處在于，所述塔架包括:
[0044]-至少第一塔架，其具有第一塔架高度，和
[0045]-至少第二塔架，其具有第二塔架高度。
[0046]從而，提供了兩種不同的風力渦輪機組件，其中，在大多數(shù)情況下，較高的風力渦輪機將捕獲大部分的能量。
[0047]在大多數(shù)情況下，較高的塔架半徑較小，用于高風速捕獲，從而提供了一種本發(fā)明的特別容易配置的實施方式。
[0048]根據(jù)另一種實施方式，本發(fā)明的特別之處在于，在低風速捕獲的情況下，所述控制器在風速高于風速閾值時切斷發(fā)電，該風速閥值可以是7米/秒，優(yōu)選為6至9米/秒，
[0049]從而，提供了一種低風速捕獲渦輪機的組件，其設為從低風速捕獲能量，其中組件或風力渦輪機設為在低風速運行，以捕獲能量。
[0050]通常，控制器設置為減少葉片旋轉(zhuǎn)，以使風力渦輪機在風速超過風速閾值2至3米/秒時，即大約為8至10米/秒時停止發(fā)電。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，其特別之處在于還包括至少兩個:
[0052]-軸，其一端連接至輪轂，另一端連接至
[0053]-發(fā)電機，其連接至電力驅(qū)動機構(gòu)。
[0054]根據(jù)另一種實施方式，本發(fā)明的特別之處在于，發(fā)電機包括:
[0055]-第一類發(fā)電機，其用于捕獲高風速，并以風力渦輪機的額定功率發(fā)電；該第一類發(fā)電機優(yōu)選為雙饋式感應發(fā)電機，和
[0056]-第二類發(fā)電機，其用于捕獲低風速，并以組裝的風力渦輪機的額定功率的一半(或介于30-60%之間)發(fā)電；第二類發(fā)電機優(yōu)選為雙饋式感應(DFIG)發(fā)電機或永磁(PM)發(fā)電機。
[0057]從而，有效地提供了用于高風速捕獲的最佳的第一類發(fā)電機，以及一同使用的合適的驅(qū)動機構(gòu)，以和用于高風速捕獲的第一類風力渦輪機相匹配。此外，提供了用于低風速捕獲的第二類發(fā)電機，其尺寸小于第一類發(fā)電機的尺寸。此外，其優(yōu)勢在于所需的空間更小，所需的材料更少。
[0058]根據(jù)另一種實施方式，本發(fā)明的特別之處在于包括至少兩個第一類發(fā)電機，用于低風速捕獲和高風速捕獲，該第一類發(fā)電機設為以風力渦輪機的額定功率發(fā)電；該第一類發(fā)電機優(yōu)選為雙饋式感應發(fā)電機，此外還包括:[0059]-至少一個輔助發(fā)電機，該輔助發(fā)電機為第二類發(fā)電機，用于低風速捕獲，其設置為以組裝好的風力渦輪機額定功率的一半(或介于30-60%之間)發(fā)電；該第二類發(fā)電機優(yōu)選為雙饋式感應發(fā)電機，或優(yōu)選為永磁發(fā)電機。
[0060]從而，提供一種有效的驅(qū)動機構(gòu)，其中，第一類發(fā)電機應用在全部風力渦輪機組件中，第二種類型的第二發(fā)電機或輔助發(fā)電機可安裝或改裝在風力渦輪機中，以適用于低風速捕獲。
[0061]特別地，使用永磁發(fā)電機可更為有效地在低風速捕獲能量。
[0062]特別地，第一類發(fā)電機為雙饋式感應類型，第二類發(fā)電機為永磁型，這使得總體捕獲為可靈活運行的和有效的。
[0063]本領域技術人員知曉雙饋式感應發(fā)電機和永磁發(fā)電機在成本上的區(qū)別，且自然包括這些考慮，在一些情況下會發(fā)現(xiàn)，最佳的整體配置是第一類發(fā)電機為雙饋式感應類型，并且第二類發(fā)電機也為雙饋式感應類型——并且或許甚至尺寸也與第一類發(fā)電機的尺寸相同。
[0064]根據(jù)另一種實施方式，本發(fā)明的特別指出在于還具有第三個、第四個、第五個或第六個以下兩者中的任一個:
[0065]-葉片組，其具有不同且相互區(qū)別的葉片長度，以及
[0066]-塔架組，其具有不同且相互區(qū)別的塔架高度。
[0067]從而，制得適用于各級風速的風力渦輪機的組件。
[0068]應當想到，多個組件或系列是更為有利的，然而計算、制作、儲存、管理的成本和人
力會耗費更多。
[0069]同樣，根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，其特別之處在于還具有第三個、第四個、第五個或第六個以下兩者中的任意一個:第一發(fā)電機或第二發(fā)電機。
[0070]通過將所公開的風力渦輪機模塊化組件進行組裝，得到風力渦輪機，實現(xiàn)本發(fā)明的一個目的。
[0071]應當理解，風力渦輪機可由所公開的組件或套件組裝得到。經(jīng)由所述組件或套件，可組裝至少第一風力渦輪機和至少第二風力渦輪機。
[0072]此外，應當理解，組件中的相同元件或模塊可采用同一設計、生產(chǎn)線和組裝程序，不同的模塊需要不同的設計、生產(chǎn)線和組裝程序。
[0073]然而，本領域技術人員將了解并探測模塊之間或元件之間的界面，并且被鼓勵對其進行修改，以使模塊相互組裝在一起。
[0074]本發(fā)明的目的通過風力渦輪機組實現(xiàn)，該風力渦輪機組包括至少一個用于低風速捕獲的風力渦輪機，以及至少一個用于高風速捕獲的風力渦輪機，這些風力渦輪機如所公開地經(jīng)由風力渦輪機模塊化組件組裝得到。
[0075]根據(jù)另一種實施方式，本發(fā)明的特別之處在于，所述風力渦輪機組包括多個風力渦輪機，該風力渦輪機經(jīng)由所公開的風力渦輪機模塊化組件組裝而成，x%為低風速捕獲風力渦輪機，(100-x)%為高風速捕獲風力渦輪機，其中，X選擇為操控風力渦輪機組處于有效邊界，以最優(yōu)地減少風力渦輪機組的輸出的總體變化性，并降低風力渦輪機組的發(fā)電成本。
[0076]本領域技術人員將從科技文獻和金融文獻中可利用的多個組合優(yōu)化方法中尋找靈感。[0077]—個例子是馬柯維茲優(yōu)化理論的使用，但這并非唯一的例子。
[0078]本領域技術人員將知道，在對獲得或捕獲一定量能量的變化性或風險選擇物理測量時，需要一定的自由度。
[0079]起始點確定了基于風速變化的風險的相對測量。
[0080]同樣，本領域技術人員知曉，在對收益即風能捕獲選擇物理測量時，可以有一定的
自由度。
[0081]—個起始點為風力渦輪機的能量輸出。另一個起始點為風力渦輪機的發(fā)電成本。
[0082]使用眾所周知的優(yōu)化路徑或程序，本領域技術人員將獲得不同類型的風力渦輪機的特定最優(yōu)值。
[0083]這些最優(yōu)值組成一組優(yōu)選的風險收益組合。這些最優(yōu)值，或者最優(yōu)解，常常被稱作“有效邊界”(effective frontier),而本領域技術人員嘗試著設計并安排風力潤輪機接近該有效邊界，或處于有效邊界。
[0084]在最低風險時產(chǎn)生最高收益的特殊組合或比例是極為有利的。取決于所選的方法，該優(yōu)選的最優(yōu)值被稱為切線解。這種用于選擇風力渦輪機的最優(yōu)組合比的特殊方法為起始點，然而本領域技術人員知道，對于特殊的要求，處于有效邊界的其他最優(yōu)值可能是更為有利的。
[0085]根據(jù)另一種實施方式，本發(fā)明的特別指出在于，風力渦輪機組包括通訊裝置，該通訊裝置用于在至少兩種風力渦輪機之間傳遞運行信息，優(yōu)選地在風力渦輪機組中每臺風力渦輪機之間傳遞運行信息。
[0086]從而，提供了用于整體控制風力渦輪機組的方法，從而使得受控制的功率輸出覆蓋從零至風力渦輪機的最大功率輸出值，并且盡可能少地變化。
[0087]根據(jù)另一種實施方式，本發(fā)明的特殊之處在于，風力渦輪機組包括至少50%的組裝為適用于低風速捕獲的風力渦輪機。
[0088]該實施方式的優(yōu)勢在于，提供了一種總體有效的風力渦輪機組合或集合，因為這很容易建立，且風力渦輪機可并聯(lián)拆除。
[0089]本發(fā)明的一個目的通過一種操控風力渦輪機組的方法實現(xiàn)，所述風力渦輪機組包括組裝好的用于低風速捕獲的風力渦輪機和用于高風速捕獲的風力渦輪機，所述方法包括以下操控模式:
[0090]-對于介于切入風速和風速閾值之間的風速:操控低風速捕獲風力渦輪機和高風速捕獲風力渦輪機，通過使葉片以一槳距角變槳，該槳距角對給定風速是最佳的，產(chǎn)出最大功率;
[0091]-對于介于風速閾值和額定風速之間的風速:操控高風速捕獲風力渦輪機，通過使第一葉片組以一槳距角變槳，該槳距角對給定風速是最佳的，產(chǎn)出最大功率；并且
[0092]通過使第二葉片組變槳，產(chǎn)出功率，使低風速捕獲風力渦輪機功率降低，以使低風速捕獲風力渦輪機和高風速捕獲風力渦輪機的功率之和產(chǎn)出額定功率；
[0093]-對于高于額定風速的風速；操控高風速捕獲風力渦輪機，通過使第一葉片組以產(chǎn)生額定功率的槳距角變槳，產(chǎn)出額定功率；操控低風速捕獲風力渦輪機，以產(chǎn)出零功率。
[0094]從而提供了根據(jù)本發(fā)明的風力渦輪機集合的操控模式，產(chǎn)生最佳的功率輸出，或接近最佳的功率輸出。[0095]根據(jù)另一種實施方式，本發(fā)明的特別指出在于操控風力渦輪機組的方法，其中，當操控低風速捕獲風力渦輪機至產(chǎn)出零功率時，該低風速捕獲風力渦輪機的操控方式為，通過控制器，使第二葉片組以一槳距角變槳，使輪轂上的負載最小。
[0096]從而提供了 一種操控模式，該操控模式確保了低風速捕獲風力渦輪機可在無多余機械負載的情況下空轉(zhuǎn)。
[0097]根據(jù)另一種實施方式，本發(fā)明的特別指出在于操控組裝好的用于低風速運行的風力渦輪機的方法，該方法包括用于以下的操控模式:
[0098]-對于介于切入風速和風速閾值之間的風速:通過使葉片以一槳距角變槳，該槳距角對給定的風速而言是最佳的，產(chǎn)生最大功率，
[0099]-對于介于風速閾值和額定風速之間的風速，通過使第二葉片組變槳，產(chǎn)出功率，減少低風速捕獲風力渦輪機的功率，以使低風速捕獲風力渦輪機和高風速捕獲風力渦輪機所產(chǎn)生的功率之和達到高風速捕獲風力渦輪機的額定功率，以及
[0100]-對于高于額定風速的風速，操控低風速捕獲風力渦輪機，以產(chǎn)出零功率。
[0101]從而提供了一種操控模式，其提供了一種持久模式，其中，低風速捕獲風力渦輪機在沒有過多負載的情況下空轉(zhuǎn)。
[0102]“功率降低”理解為，當達到特定的條件，例如特定的風速或機械負載時，連續(xù)地或逐步地減少功率或降低轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。該特定的條件可以是警報，或者當發(fā)生迫使元件達到設計極限或類似的閾值極限或范圍的危險的時候。這可以與實際風速或?qū)θ~片的入射
速度無關。
[0103]根據(jù)另一種實施方式，本發(fā)明的特別指出在于，組裝好的用于低風速運行的風力渦輪機的操控方法，其中，當操控低風速捕獲風力渦輪機以產(chǎn)出零功率時，該低風速捕獲風力渦輪機的操控方式為，通過控制器使第二葉片組以一槳距角變槳，該槳距角使輪轂上的
負載最小化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0104]圖1示出了風力渦輪機模塊化組件，其包括塔架、機艙、輪轂和葉片組；
[0105]圖2示出了風力渦輪機模塊化組件的另一實施方式，其包括塔架、機艙、輪轂和葉片組；
[0106]圖3示出了風速分布的例子，平均風速為3米/秒、5米/秒和7米/秒；
[0107]圖4示出了風速分布圖，以及低風速捕獲和高風速捕獲之間的分界；
[0108]圖5示出了組裝好的風力渦輪機模塊化組件，其具有低風速捕獲風力渦輪機和高風速捕獲風力渦輪機；
[0109]圖6A和B示出了根據(jù)風速的功率曲線；
[0110]圖7示出了風力渦輪機組或風電場的實施例；以及
[0111]圖8A示出了使用第一葉片組和第二葉片組的“高”風速捕獲/ “低”風速捕獲；B示出了總體優(yōu)化的風力渦輪機組，該風力渦輪機組包括多個組裝好的風力渦輪機，葉片組件的分配比例根據(jù)風力渦輪機組的組合最優(yōu)化，設置為在有效邊界上運行，該有效邊界為最優(yōu)地可使風力渦輪機組功率輸出的總體變化減少，并降低發(fā)電成本。
[0112]
【權(quán)利要求】
1.一種風力渦輪機模塊化組件(1)，用于組裝成風力渦輪機(100)，所述風力渦輪機(100)具有來自切入風速的功率輸出，以及基于額定風速的額定功率，其中，所述風力渦輪機模塊化組件(I)包括至少兩組風力渦輪機塔架(2)、風力渦輪機機艙(5)、輪轂(6)和葉片組(7)，其中: 所述風力渦輪機塔架(2)具有下端(3)和上端(4)，所述上端(4)設置為對接至所述風力渦輪機機艙(5)，所述風力渦輪機機艙(5)設置為對接至所述輪轂(6)，所述輪轂(6)設置為傳遞所捕獲到的能量，并設置為對接至所述葉片組(7)，所述葉片組(7)包括至少兩個風力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片(8)，其中所述轉(zhuǎn)子葉片(8)的至少一部分設為通過變槳系統(tǒng)(10)以一槳距角變槳；每個所述轉(zhuǎn)子葉片(8)具有介于固定端(12)和自由端(13)之間的葉片長度(11),所述固定端(12)設為固定在輪轂(6)上，以便在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并用于捕獲風能， 所述至少兩組葉片組(7)包括: 第一葉片組(7')的至少一部分具有根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第一外形(14')，該根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第一外形(If )用于風速閾值(21)以上的高風速捕獲(15)，以及 第二葉片組(7〃)的至少一部分具有根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第二外形(14")，該根據(jù)空氣動力學構(gòu)筑的第二外形(14")用于風速閾值(21)以下的低風速捕獲(16)，并且其中，第一葉片組(7')中的第一葉片(8')具有第一葉片長度(11')，并且第二葉片組(7〃)中的第二葉片(8〃)具有第二葉片長度(11")，所述第二葉片長度(11")大于所述第一葉片長度(1P )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的風力渦輪機模塊化組件(1)，其特征在于還包括控制器(17)，所述控制器(17)以高風速捕`獲模式和低風速捕獲模式，操控組裝好的風力渦輪機模塊化組件(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的風力渦輪機模塊化組件(1)，其特征在于，所述塔架(2)包括: 至少第一塔架(2')，其具有第一塔架高度，和 至少第二塔架(2 ")，其具有第二塔架高度，所述第二塔架高度與所述第一塔架高度不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的風力渦輪機模塊化組件(I)，其特征在于，在低風速捕獲(16)的情況下，所述控制器(17)在風速高于風速閾值(21)時切斷發(fā)電，所述風速閾值為7米/秒，優(yōu)選為6至9米/秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的風力渦輪機模塊化組件(1)，其特征在于還包括至少兩個: 軸，其一端連接至輪轂(6 )，另一端連接至 發(fā)電機，其連接至電力驅(qū)動機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的風力渦輪機模塊化組件(1)，包括: -至少兩個第一類發(fā)電機，所述第一類發(fā)電機用于低風速捕獲(16)和高風速捕獲(15)，所述第一類發(fā)電機以風力渦輪機的額定功率發(fā)電；所述第一類發(fā)電機為雙饋式感應發(fā)電機，以及 -至少一個輔助發(fā)電機，所述輔助發(fā)電機為第二類發(fā)電機，用于低風速捕獲(16)，所述第二類發(fā)電機以介于組裝好的第一風力渦輪機(100')額定功率的30-60%之間進行發(fā)電；所述第二類發(fā)電機為雙饋式感應發(fā)電機或永磁電機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的風力渦輪機模塊化組件(1)，其特征在于還具有第三個、第四個、第五個或第六個以下兩者中的任意一個: 葉片組(7)，其具有不同且相互區(qū)別的葉片長度(11)，以及 塔架組(2)，其具有不同且相互區(qū)別的塔架高度。
8.一種風力渦輪機(100)，其特征在于，所述風力渦輪機(100)由根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力渦輪機模塊化組件(I)組裝而成。
9.一種風力渦輪機組(110)，包括至少一個根據(jù)權(quán)利要求1的風力渦輪機模塊化組件(I)組裝而成的用于低風速捕獲(16)的風力渦輪機(100〃)，以及至少一個組裝用于高風速捕獲(15)的第二種風力渦輪機(100')。
10.一種風力渦輪機組(110)，包括多個根據(jù)權(quán)利要求1的風力渦輪機模塊化組件(I)組裝而成的風力渦輪機(100)，X%為低風速捕獲風力渦輪機，(100-X) %為高風速捕獲風力渦輪機，其中，X選擇為操控風力渦輪機組處于有效邊界，所述有效邊界是使風力渦輪機組(110)功率輸出的總體變化減少，并降低風力渦輪機組(110)的發(fā)電成本的最佳值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的風力渦輪機組(110)，包括通訊裝置，所述通訊裝置用于在至少兩種風力渦輪機(100'、100")之間傳遞運行信息，并優(yōu)選用于在風力渦輪機組(110)中每臺風力渦輪機(100)之間傳遞運行信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的風力渦輪機組(110)，包括至少50%的組裝為適用于低風速捕獲(16)的風力渦輪機(100)。`
【文檔編號】F03D1/02GK203515963SQ201320403819
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月9日
【發(fā)明者】彼得·葛利普 申請人:遠景能源（江蘇）有限公司