专利名称：：采用风力调节装置动态控制的新型聚能风力发电装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种采用风力调节装置动态控制的新型聚能风力发电装置，尤其是能更好利用风能，提高风力发电机发电能力的采用风力调节装置动态控制的新型聚能风力发电装置。
背景技术：
：传统风力发电装置的局限性风力发电虽然已有巨大发展，但在产业应用规模上，至今还不能与常规的发电技术(水、火、甚至核电)相提并论，这里既有风能资源禀賦特点的原因，如能量密度小，空间、时间分布不均匀，风向、风速变化大，也与风力发电的基本技术，即风力发电装置的设计没有取得突破有关。这些因素造成目前风力发电机单机功率小。因此，需要从技术上提出新思路。现有风力发电技术的瓶颈1.风能密度很低，要求受风机械面积大，风轮直径几十到百余米；2.风速、风向变化大，全年满功率发电时数低；3.塔架几十到百余米，结构稳定性和牢固性较差；4.导致风力发电机单机功率难以做大，目前国际上达到应用水平的是3兆瓦。盛行风单一主风向现象-我国的一部分地区属于盛行风向型地区，盛行风向型地区的全年盛行风向只有一个主要风向。而在其他地区，也有部分地区由于地形、地貌和气候特点而具有盛行风单一主风向现象。福建平潭的风能玫瑰图显示，在主风向方位约45度角范围内，其全年风能占全地区全年风能的93%(风向频率占64%)。据调査，国内很多地区具有与平潭相类似的突出的盛行风单一主风向特点。例如东南沿海及岛屿，如崇武、马祖、大陈岛、舟山、福鼎台山、南麂，以及三北地区，如哈密七角并、茫崖、朱日和、格尔木托托河、五道梁、野牛岭等许多地方及台湾金门、东沙岛等不少地区。风能聚集集风风道-空气的流动满足连续性原理空气流动通道截面积S与风速V有以下关系S!XV产S2xv2用两道集风墙构筑喇叭口型的风能聚集集风风道，风道进风口为大口朝主风向，当风道进风口截面积为风道出风口截面积之二倍，则风道出风口风速将是风道进风口风速之二倍，亦即可将风速增加一倍，而风轮输出功率可增加至8倍。
发明内容为了提高对风能的有效利用，并克服现有风力发电机的塔架式结构的缺陷，新型聚能风力发电装置采用风能聚集集风风道的集风墙与风道出风口框架连接的框架结构，代替风力发电机传统的塔架结构，起到提高风速，从而使风能聚集增强的作用，并能提高风力发电机组的整体强度和稳定性。用多层自动折叠式阻风移门组成的风力调节装置阻遏增速后超出切出风速的强风风速，使其进入接近风力发电机额定风速的有效风速范围内，扩展有效风能的利用。风速的提高，使风轮直径可以大幅度减小，从而可以实现风轮小型化的大功率风力发电机组。本发明采用新型聚能风力发电装置的风力调节装置动态控制方法稳定风速。新型聚能风力发电装置由多层折叠式自动阻风移门组成的风力调节装置和计算机实时监控系统一起组成动态控制风力调节系统，用计算机实时监控系统根据风速测量数据和风力发电机输出功率采样数据作为反馈控制信号，按照设定规律的数学模型对自动阻风移门进行随动跟踪控制。现有的定桨矩风力发电机和变桨矩风力发电机均要求在风速达到额定风速后，当风速再增加，需采用叶片失速或变桨矩方法使发电机输出功率维持在额定功率不再增加。本发明把问题的解决方法转变为寻求在风速达到额定风速后，当风速继续增加，利用自动阻风移门组成的风力调节装置的动态控制方法使到达风力发电机的风速保持不变的办法。本发明对新型聚能风力发电装置的由多层自动折叠式阻风移门组成的风力调节装置实现动态关闭、动态开启以及动态微调，并使风力调节装置的动态控制和风力发电机的运行构成一个统一的协同控制系统。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是采用风能聚集装置增加风速，用风力调节装置的动态控制稳定风速，用风轮小型化的大功率风力发电机组成框架结构的风力发电机组。新型聚能风力发电装置的结构风能聚集装置为了利用盛行风，按风电场主导风向，建立一个用钢结构框架联结两道集风墙所构成的喇叭口形的集风风道，即风能聚集装置，构造一个人造小气候环境。风道进风口截面面积大于风道出风口截面面积，风道进风口朝向主导风向，风道出风口处截面位置用钢结构框架和集风风道联结在一起，构成为一个强度很高的牢固的整体构造。根据流体连续性原理，喇叭口集风风道出风口处截面的风速和风道进风口处的风速之比，等于两处截面面积的反比。按一定数量关系设定风道集风墙的长度和集风风道夹角，可使风道出风口框架处的风速比风道进风口处的风速成倍增加。若干台风轮小型化的大功率风力发电机的风轮和发电机组直接安装在风道出风口框架上，其底座均装于可水平回转的平台上面，可由导航系统调节偏航对风。风轮风能转换关系公式是P=0.5CPApV3风轮的经验公式(参见"风力机的理论与设计"，作者勒古里雷斯，机械工业出版社)为P=0.2*D2*V3P是风轮提供的输出功率，等于风力发电机额定输出功率除以发电机和增速齿轮的效率0.8，D是风轮直径。风速的提高，可以大大减小风轮的直径。而风轮小型化，使风力发电机的单机功率大幅提高成为可能，并可摈弃高塔，改用框架式整体结构，提高了风力发电机组的稳定性和牢固性。风力调节装置风能聚集装置使风速增大，为了使风速不会增强得过于大以至超出风力发电机的承受范围，需要对于这个人造小气候环境的风速进行控制，为此，使用了由自动阻风移门组成的风力调节装置。自动阻风移门对风力的的可控阻遏机制使人造小气候环境的风速成为有序而且可控，从而可以使超速的风改变成为有效风能，充分利用了风速增强的效果。具体做法为在风道出风口框架上的风轮前面一定距离，装有水平导轨，每台风轮两边对称安装多层自动折叠式阻风移门，它可沿导轨移动。当到达风道出风口框架的风速达到额定风速并低于切出风速(停机风速)时，自动控制系统控制各层折叠式阻风移门从两边向中间关闭合拢，阻遏部分风力，使风速减小保持在有效风速范围，风轮得以正常运转。多层折叠式自动阻风移门组成风力调节装置，阻风移门对强风力的阻遏能力，可用覆盖于阻风移门折叠连接机构上的尼龙阻风网的阻风能力，即阻风系数k控制，k表示阻遏后风速与阻遏前风速之比值，其值在0.4—1范围，不同地区应根据当地气象资料，按强风出现的强度和频率确定。目前的大型风力发电机的额定风速一般为15米/秒，切出风速一般为25米/秒，即25米/秒以上强风放弃不用。但对于本发明，12.5—25米/秒范围的自然风，设增速一倍，风速即成为25—50米/秒，设定阻风系数取值b0.65，通过阻风移门到达风轮的实际风速成为16.25—32.5米/秒范围。由于风速增加，风轮直径可以减小，同时因为框架结构比塔式结构有较高的稳定性，并对振动有较好的阻尼作用，以及尼龙阻风网的阻风对风力发电机的保护作用，以上这些条件，使得风力发电机的切出风速可以比目前的大型风力发电机的切出风速(-般为25米/秒)大一些，设取切出风速为30米/秒。则上述增速并通过阻风移门阻遏的16.25—32.5米/秒范围风能，进入有效风速范围。额定风速可设定为25米/秒(相应自然风速12.5米/秒。由于低于常规大型风力发电机的额定风速15米/秒，因此年额定功率运行小时可大幅增加，风电场选址范围也得以扩大)。由于风速1.5—25米/秒的自然风经新型聚能风力发电装置增加了一倍速度后，风速成为3—50米/秒，其中25—50米/秒的风又经阻风移门减速，当设定阻风系数b0.65时，到达风轮的实际风速成为16.25—32.5米/秒，因此到达风轮的实际全程风速范围为3—32.5米/秒。由此可以确定切出风速定为30米/秒是合适的。这时阻风移门的关门风速(开始阻遏)定为28米/秒。由此可见，自然风风速的扩展段14--25米/秒，增速一倍成为28-50米/秒，经阻风移门减速为18.2—32.5米/秒，切出风速30米/秒，因此到达风轮的实际风速的扩展段为18.2—30米/秒，这样一段得到扩展的有效风速基本聚集在额定风速25米/秒附近，从而风能得到更充分的利用。风力调节装置的动态控制风力调节装置的上述调节方法尚存在一个缺点，就是当风速达到额定风速后，折叠式自动阻风移门将关闭，风轮风速将从额定风速骤减至阻遏风速。阻遏风速=阻风系数X额定风速。设额定风速等于20米/秒(自然风速10米/秒)，折叠式自动阻风移门的关门风速定在20米/秒，阻风系数k-O.45，一般常规规定风力发电机有效风速(自然风速)为3--25米/秒，现扩展到1.5—25米/秒，经集风风道增速后为3--50米/秒，其中高速段20—50米/秒经阻风移门阻遏。自动阻风移门关闭时，因取阻风系数1<=0.45，风速将从20米/秒骤减至9米/秒，这样不利于充分利用风能。为此，需要采用风力调节装置的的动态过程控制方法。风力调节装置的动态过程控制方法-改进风力调节装置的控制方法，使自动阻风移门的关门方式采取关门过程渐进的方法，即动态过程控制方法。当风速超过额定风速，例如，风速增至21米/秒，要使阻遏风速仍保持为20米/秒，在此引伸出阻风移门阻风率k'的概念，即使得阻风移门阻风率k'=20/21=0.95。此阻风率k'与阻风系数k的比值为k'/k=l,l称为相对阻风系数。阻风系数k、阻风率k'、相对阻风系数^对于不同的风速，构造成一个数学模型，其关系列于表l-表l:阻风系数k、阻风率k'、相对阻风系数l与风速的关系-<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表1看到，风速达到额定风速20米/秒后，风速再增加，阻遏风速保持等于额定风速不变。一直到阻风移门完全关闭，k'=k=0.45,5=1，此后，阻遏风速随风速增加而增加，大于20米/秒。表1中5>1即k'>k，表示此时阻风移门若完全关闭，由于阻风系数J^0.45，则其阻遏过大，使风速过小。为了使阻遏风速保持等于额定风速，要求阻风移门不完全关闭，这种部分关闭，其关闭的程度由阻风率k'表示，k'值愈大，表示阻风移门关闭的程度愈小。当风速增加，阻风移门关闭部分随之增大，k'逐渐趋近于k。当k'=k，即5=1，此时阻风移门完全关闭。此后，阻遏风速将随风速继续增加而增加，逐渐大于额定风速。在此阶段，当风速增大达到规定的切出风速，启动风力发电机脱网关机。对于平均自然风速10米/秒范围的地区，切出风速可定在阻遏风速略大于额定风速20米/秒，可设定为24.75米/秒。此时自然风速为27.5米/秒，增速风速达55米/秒，阻风率k'=阻风系数k=0.45，阻遏风速为24.75米/秒。这样，在风速超过额定风速后，由于自动阻风移门的动态调节作用，风轮实际风速始终保持等于额定风速不变，直到fi动阻风移门全关闭，风速大到接近切出风速之前，风力发电机始终保持在额定输出功率下运行。这对于风力发电机有效利用风能是至关重要的。新型聚能风力发电装置由多层折叠式自动阻风移门组成的风力调节装置和计算机实时监控系统一起组成动态控制风力调节系统，用计算机实时监控系统根据风速测量数据和风力发电机输出功率釆样数据作为反馈控制信号，按照表1规律的数学模型对自动阻风移门进行随动跟踪控制。这就是新型聚能风力发电装置的风力调节装置动态过程控制。阻风移门动态开启过程控制与此相类似，只是反方向进行而已。对于风速较大的变动，自动阻风移门将随着风速的波动而进行微调控制，动态调节其开启度，以适应风速较大的起伏。风力调节装置动态控制与定桨矩双速异步发电机运行组成统一的协同控制系统。本发明的有益效果本发明利用风能聚集装置使风速提高，有效聚集风能，提高发电机输出功率，而风速提高，使风轮直径可以大幅度减小，从而可以实现风轮小型化的大功率风力发电机组，而风轮小型化使得风力发电机组可以采用框架结构，摈弃了传统的塔式结构，提高了风力发电机的整体牢固性和稳定性。本发明采用风力调节装置动态控制稳定风速。风力发电机为了得到最佳能量转换，应保持以最大功率系数运行，为此，要求叶尖速比人。在外界风速变化下，保持最佳值不变，即风轮转速与风速之比值应保持不变。本发明的风力调节装置的动态控制，保证了当风速超过额定风速后，保持风轮风速基本等于额定风速不变，风轮的工作风速(扫掠风速)不变，因此，叶尖速比^°为恒值，可维持稳定的额定输出功率，并保持较高的风能转换效率Cp，改善了风力发电机的运行性能，提高风力发电机的效率，提高输出电力的稳定性，改善并网电能品质，增加全年发电小时数，增加发电量。下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是福建平潭风能玫瑰图图2是新型风力发电装置的结构示意图图3是新型风力发电装置的风道出风口框架部分示意图图4是多层自动折叠式阻风移门的结构示意图图5是风力调节装置动态控制与定桨矩双速异步发电机运行的协同控制示意图图中1.集风墙，2.风道出风口框架，3.风道进风口，4.风力发电机组，5.阻风移门水平导轨，6.风轮，7.支架，8.折叠连接机构，9.滚珠轴承滑轮，10.电动驱动箱，11.折叠连接机构连杆，12.尼龙阻风网，13.集风风道，14.风道夹角，15.自动折叠式阻风移门，16.双速异步发电机大输出功率曲线，17.双速异步发电机小输出功率曲线，18.双速异歩发电机从大输出功率切换到小输出功率风速点，19.双速异步发电机从小输出功率切换到大输出功率风速点，20.自动阻风移门开始关闭风速，21.自动阻风移门开始开启风速，22.风力发电机脱网关机风速，23.阻风移门开启和关闭及自动微调动态过程区域，24.风力发电机切出失速过程区，25.大、小输出功率切换回差。在图1、2中的黑体箭头指示风电场主导风方向。图1是福建平潭的风能玫瑰图，图中在主风向方位约45度角范围内，其全年风能占全地区全年风能的93%(风向频率占64%)。图中虚线表示新型风力发电装置的集风风道(13),集风风道(13)的风道进风口(3)朝向盛行风向主风向，在集风风道(13)所包含方位范围内的风速被增加一倍，其风能将成为该地区全年风能的7倍多。图2是新型风力发电装置的结构示意图。图中由二道等长的集风墙(1)按照一定的角度即风道夹角(14)构成一个嘛叭口型的集风风道(13)。二道集风墙(1)延伸相交的角度为风道夹角(14)，二道集风墙(1)的直线延伸到相交处的延伸长度均与集风墙(O的长度相等。集风风道(13)的大口是风道进风口(3)，风道进风口(3)朝向风电场主导风向，喇叭口型的集风风道(13)小口的截面位置是由与二道集风墙(1)连接在一起的由钢结构组成的风道出风口框架(2)构成。风力机的经典理论认为空气流(自然风)是属于连续的，不可压縮的流体，根据流体连续性原理，喇叭口型的集风风道(13)的风道出风口框架(2)的风速和风道进风口(3)的风速之比，等于该两处截面面积的反比。控制集风风道(13)的集风墙(1)的长度和风道夹角(14)，可使风道出风口框架(2)的风速比风道进风口(3)的风速成倍增加。当取适当的集风墙(1)的长度和风道夹角(14),使风道出风口框架(2)的截面面积和风道进风口(3)的截面面积之比为1:2，从而可使风道出风口框架(2)的风速比风道进风口(3)的风速增加一倍。两台风轮小型化的大功率风力发电机组(4)安装在风道出风口框架(2)上。具体实施例方式图3是新型风力发电装置的风道出风口框架部分示意图。图中由钢结构的风道出风口框架(2)和二道集风墙(1)连接构成的喇叭口型集风风道(13)、阻风移门水平导轨(5)、自动折叠式阻风移门(15)和风力发电机组(4)相连接组成新型风力发电装置。实施例设定每台风力发电机组(4)的额定输出功率为4000kw，设发电机和增速齿轮的效率为0.8,额定风速为25米/秒(相应于风道进风口(3)处的环境自然风风速为12.5米/秒)，风力发电机的风轮(6)的经验计算公式为P=0.2*D2*V3P是风轮提供的输出功率，等于风力发电机额定输出功率除以发电机和增速齿轮的效率0.8，P=4000kw/0.8=5000kw，V是额定风速，设计为25米/秒，得到风力发电机风轮(6)直径D等于40米。在风道出风口框架(2)上装有2台实施例的风力发电机组(4)，风轮(6)直径为40米，每个风轮(6)的前方(迎风方向)，安装4根即3层阻风移门水平导轨(5)，多层阻风移门水平导轨(5)整体与风道集风墙(1)和风道出风口框架(2)连接。在风轮(6)的上方和下方各有l根阻风移门水平导轨(5)，在风轮(6)中间有2根阻风移门水平导轨(5)，每根阻风移门水平导轨(5)之间的间距为14米。在每台风轮(6)左右两侧对称各安装一个3层自动折叠式阻风移门(16)。每2根相邻阻风移门水平导轨(5)间，为l层自动折叠式阻风移门(16)。当风轮(6)扫掠风速接近切出(关机)风速时，每层自动折叠式阻风移门(16)自动向中间关闭合拢，以阻遏部分风力，使风速减小，保持在有效风速范围内。实施例设定二道集风墙(1)均长100米，高60米，风道夹角(14)60度，风道进风口(3)宽为200米，风道出风口框架(2)宽为100米。在风道出风口框架(2)中间安装2台风力发电机组(4)，该2台风力发电机组的风轮(6)的中心位置之间的间距为50米，各风轮(6)的中心位置离风道出风口框架(2)相近一侧侧边的距离为25米，离地面为30米。集风风道(13)的风道出风口框架(2)上风轮(6)的扫掠风速是风道进风口(3)自然风风速的2倍。风速的增加，使得风力发电机额定输出功率可以提高，而风轮直径却縮小很多。实施例中风力发电机输出功率比目前常用的大型风力发电机额定输出功率(2000kw)提高一倍，其风轮直径却縮小了一半，实现了大功率风力发电机的风轮小型化。由于风轮直径的减小，风力发电机的切出风速可以适当提高。为适应阻风移门动态过程控制，实施例设定切出风速为27.36米/秒(自然风速28.5米/秒，增速57米/秒，阻遏风速27.36米/秒)，而多层自动折叠式阻风移门的阻风系数k取值0.48。表2:阻风系数k、阻风率k'、相对阻风系数l与风速的关系-<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表2看到，阻遏风速(风轮风速)达到额定风速25米/秒后，风速再增加，阻遏风速保持等于额定风速不变。一直到阻风移门完全关闭，k'=k=0.48，〖=1，此后，阻遏风速随风速增加而增加，大于25米/秒。直到切出风速27.36米/秒。在风速超过额定风速25米/秒(自然风速12.5米)后，由于风力调节装置自动阻风移门的动态调节作用，风轮实际风速始终保持等于额定风速不变，直到自动阻风移门全关闭，风力发电机始终保持在接近额定输出功率下运行。自动阻风移门全关闭后，风速大到接近切出风速之前，风速略有增加。实施例中，新型聚能风力发电装置由多层折叠式自动阻风移门组成的风力调节装置和计算机实时监控系统一起组成动态控制风力调节系统，用计算机实时监控系统根据风速测量数据和风力发电机输出功率采样数据作为反馈控制信号，按照表2规律的数学模型，调节阻风率k'，对自动阻风移门进行随动跟踪控制。实施例作为一个新型聚能风力发电装置构成的风力发电站基本单元，其额定输出功率为8000kw(亦即在框架上安装二台4000kw大功率风力发电机组)。由于风轮直径的减小，风力发电机的切出风速可以适当提高。(这里实施例设定切出风速为27.36米/秒。)在风道出风口框架(2)上装有2台风力发电机组(4)，风力发电机的风轮(6)直径40米。每个风轮(6)的前方(迎风方向)22米处，安装4根即3层阻风移门水平导轨(5)，多层阻风移门水平导轨(5)整体与风道集风墙(1)和风道出风口框架(2)连接。在风轮(6)的上方和下方各有1根阻风移门水平导轨(5)，在风轮(6)中间有2根阻风移门水平导轨(5)，每根阻风移门水平导轨(5)之间的间距为14米。在每台风轮(6)左右两侧对称各安装一个3层自动折叠式阻风移门(15)。每2根相邻阻风移门水平导轨(5)间，为l层自动折叠式阻风移门(15)。当风轮(6)扫掠风速超过额定风速后，每层自动折叠式阻风移门(15)由计算机控制，自动向中间关闭合拢，作动态调节运动，以阻遏部分风力，使风速减小，保持在有效风速范围内。图4中，自动折叠式阻风移门(15)的各个支架(7)之间用折叠连接机构(8)和折叠连接机构连杆(11)连接，并用尼龙阻风网(12)覆盖。各个支架(7)和折叠连接机构连杆(11)以及电动驱动箱(10)的顶部和底部均安装有滚珠轴承滑轮(9)，滚珠轴承滑轮(9)沿上下二根阻风移门水平导轨(5)移动。自动折叠式阻风移门(15)的一端固定在风道出风口框架(2)上，另一端是电动驱动箱(10)，电动驱动箱(10)由控制系统根据测量采样数据实时控制，驱动自动折叠式阻风移门(15)关闭或开启。每一层自动折叠式阻风移门(15)均由左右两个对称的自动折叠式阻风移门(15)组成，多层自动折叠式阻风移门(15)以中心轴对称方式安装在风力发电机的风轮(6)位置前面左右两边，关闭时，两边的自动折叠式阻风移门(15)向中间移动合拢。开启时，则反向进行。图5是风力调节装置动态控制与定桨矩双速异步发电机运行的协同控制示意图。图中(16)双速异步发电机大输出功率曲线，(17)双速异步发电机小输出功率曲线，(18)双速异步发电机从大输出功率切换到小输出功率风速点，(19)双速异步发电机从小输出功率切换到大输出功率风速点，(20)自动阻风移门开始关闭风速，(21)自动阻风移门开始开启风速，(22)风力发电机脱网关机风速，(23)阻风移门开启和关闭及自动微调动态过程区域，(24)风力发电机切出失速过程区，(25)大、小输出功率切换回差。风力调节装置动态控制与定桨矩双速异步发电机运行的协同控制-利用风力调节装置阻风移门动态关闭、开启过程能够在风速超过额定风速后，保持阻遏风速，即风轮扫掠风速稳定在额定风速的效应，用于双速异步发电机的定桨距风力发电机，即可解决风速变化下，维持输出额定功率不变的问题。风力调节装置动态控制与定桨矩双速异步发电机运行组成统一的协同控制系统。定桨矩风力发电机采用双速异步发电机，并利用自动阻风移门动态关闭、开启过程技术时风力发电机的启动、并网运行过程1.风速传感器测量风速达到切入风速3米/秒(自然风1.5米/秒)以上，并续持5—10分钟，启动发电机，切到6极低速绕组，运行于双速异步发电机小输出功率曲线(18)，当转速接近同步转速(1000r/min)，通过晶闸管软并网入网。2.风速测量平均值到一定风速，设定值H米/秒(自然风7米/秒)，发电机切换到4极高速绕组运行，运行于双速异步发电机大输出功率曲线(16)，同步转速1500iVtrdri，风速增加，达到设定额定风速25米/秒，发电机以额定输出功率运行。风速超过额定风速，发电机输出功率将超过额定输出功率，在自动阻风移门开始关闭风速(20)，控制系统即启动阻风移门动态关闭过程，根据表2设定的数学模型，通过对阻风移门阻风率k'的控制，维持额定风速不变，使发电机输出功率保持不变，稳定运行于额定输出功率。在风速保持大于额定风速时，若有较大波动，阻风移门跟踪发电机输出功率的偏差信号实施动态随动控制，使发电机输出功率维持额定功率不变，亦即阻风移门开启和关闭及自动微调动态过程区域(23)。风速增加达到接近切出风速27.36米/秒(自然风28.5米/秒，增速57米/秒，阻风系数k取值0.48),即风力发电机切出失速过程区(24)，风力发电机启动叶片失速，空气刹车，在脱网关机风速(22)时脱网停机。3.若风速减小，低于27.36米/秒，风力发电机开机，切入4极高速绕组运行，自动阻风移门的动态开启过程开始工作，其过程与动态关闭一样，只是以相反程序进行，使发电机稳定运行于额定功率，一直到阻风移门全部开启。当风速继续减小，使发电机输出功率降低达到额定输出功率的50%以下，在双速异步发电机从大输出功率切换到小输出功率风速点(18)，发电机切换到低速绕组运行。风力调节装置动态控制与定桨矩双速异步发电机运行组成的的协同控制系统的运行特点l.定桨距双速异步风力发电机在和新型聚能风力发电装置的风力调节装置协同控制后，一个重要的结果就是保证风速达到额定值后，风力调节装置的动态控制自动保持发电机稳定在额定输出功率。并且，来风速度在一定波动范围内随机变化时，到达风轮的风速(阻遏风速)维持不变，因此风轮的转速不变，结果就是协同控制系统可以使能量转换效率保持在最佳值区间运行。2.风速变化，从额定风速一直到接近切出风速，风力调节装置自动阻风移门在控制系统控制下调节风速，保持转速，维持发电机输出额定功率，而不需要使用叶尖失速控制。3.在风速增加，接近切出风速(实施例为27.36米/秒)时，为了准备发电机脱网，控制系统启动叶尖扰流器幵始工作，当风速达到切出风速时，叶尖转动恥度，进行空气刹车，风力发电机停转，实现发电机平稳脱网关机。4.在风速达到额定值(实施例为25米/秒)后，一直到接近切出风速，发电机稳定运行在额定输出功率，中间风速的变化，由风力调节装置对自动阻风移门动态微调阻风率k'，吸收风能，自动保持阻遏风速不变，从而达到稳定转速不变，维持输出额定功率不变。当风速稳定在某个不大的变化范围时，阻风移门也调节在相应的某个阻风率k'值附近，在其间风速的起伏波动达到一定强度时，控制系统将对阻风率k'实行动态微调。这种情况下，将不需要几层折叠式阻风移门一起动作，上下两层移门可以不参加调节动作，只要中间一层阻风移门作微调运动，这样，对阻风移门的构造和控制都会简单得多。本发明对于变桨距风力发电机同样是适用的，只是将叶片失速控制改变为调节桨叶节距角就可以。权利要求1.一种采用风力调节装置动态控制的新型聚能风力发电装置，包括将二道集风墙(1)和钢结构的风道出风口框架(2)连接组成的喇叭口形集风风道(14)构成风能聚集装置，使风道出风口框架(2)处风速增大，若干台风轮小型化的大功率风力发电机组(4)安装在风道出风口框架(2)上，由多层自动折叠式阻风移门(16)组成风力调节装置，安装在风轮(6)前面的多层自动折叠式阻风移门(16)，由阻风移门水平导轨(5)、支架(7)、折叠连接机构(8)、折叠连接机构连杆(11)、尼龙阻风网(12)、滚珠轴承滑轮(9)及电动驱动箱(10)组成，风力调节装置的动态控制与定桨矩双速异步发电机的运行组成统一的协同控制系统，由计算机控制系统根据风速测量数据和风力发电机输出功率采样数据，进行实时动态控制，其特征是二道集风墙(1)和钢结构的风道出风口框架(2)连接组成的喇叭口形集风风道(14)构成风能聚集装置，由多层自动折叠式阻风移门(16)组成的风力调节装置实现多层自动折叠式阻风移门(16)动态关闭、动态开启以及动态微调。全文摘要一种采用风力调节装置动态控制的新型聚能风力发电装置，包括由二道集风墙(1)和钢结构的风道出风口框架(2)连接组成的喇叭口形集风风道(14)构成风能聚集装置，使风道出风口框架(2)位置风速增加。若干台大功率风力发电机组(4)安装在风道出风口框架(2)上。风轮(6)前面安装多层自动折叠式阻风移门(16)组成风力调节装置，由阻风移门水平导轨(5)、支架(7)、折叠连接机构(8)、折叠连接机构连杆(11)、尼龙阻风网(12)、滚珠轴承滑轮(9)及电动驱动箱(10)连接构成。风力调节装置动态控制与定桨矩双速异步发电机组成统一的协同控制系统，控制和稳定风速，提高风力发电机效率，增加发电量，更有效利用风能。文档编号F03D9/00GK101173650SQ200610117780公开日2008年5月7日申请日期2006年10月31日优先权日2006年10月31日发明者陈渭清申请人:陈渭清