前掠风机叶片及其设计方法、制造方法和风力发电机组与流程

本发明涉及风力发电，尤其涉及一种前掠风机叶片及其设计方法、制造方法和风力发电机组。

背景技术：

1、风力发电机组的叶片在运行过程中会产生扭转变形，扭转变形较大时，会使得叶片偏离最优升阻比，导致额定转速下风力发电机组性能曲线中的最优功率系数降低，造成风力发电机组的年发电量损失。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种前掠风机叶片及其设计方法和制造方法和风力发电机组，能够使叶片在运行中产生正向扭转变形，抵消叶片偏离最优升阻比的趋势，达到最优功率系数在不同转速下损失最小的目的，提升风力发电机组的整体发电量。

2、第一方面，本发明实施例提供一种前掠风机叶片，该前掠风机叶片包括：叶片本体，沿叶片的根部和尖部之间的长度展向延伸；变桨轴线，延伸并垂直穿过根部节圆的圆心；相对于变桨轴线，叶片沿长度展向在叶片中部之后存在沿后缘向前缘方向的偏移。

3、第二方面，本发明实施例提供一种风力发电机组，该风力发电机组包括如上所述的前掠风机叶片。第三方面，本发明实施例提供一种前掠风机叶片的设计方法，包括：获取叶片沿长度展向的初始剪切中心分布；基于目标调整函数对初始剪切中心分布进行修正得到修正后的剪切中心分布；根据修正后的剪切中心分布建立叶片模型，并计算基于叶片模型下的风机功率系数损耗值；在风机功率系数损耗值小于收敛阈值时，确认对应的修正后的剪切中心分布为目标剪切中心分布；根据目标剪切中心分布设计得到前掠风机叶片。

4、第四方面，本发明实施例提供一种前掠风机叶片的制造方法，包括：放置叶片模具；利用叶片模具生产得到前掠风机叶片，前掠风机叶片相对于变桨轴线沿长度展向在叶片中部之后存在沿后缘向前缘方向的偏移，变桨轴线延伸并垂直穿过前掠风机叶片的根部节圆的圆心。

5、如上所述，本发明实施例提供的前掠风机叶片，由于叶片沿长度展向在叶片中部之后存在沿后缘向前缘方向的偏移，因此，叶片变形后，叶尖部分的气动中心分布相比于剪切中心分布更加靠近前缘，能够使叶尖部分产生正方向扭转变形，在一定程度上抵消叶片中部分顺时针方向的低头力矩，从而能够引起攻角的增大，避免运行攻角偏离设计攻角太多，进而能够使叶片接近最优升阻比，达到最优功率系数在不同转速下损失最小的目的，提升风力发电机组的整体发电量。

技术特征：

1.一种前掠风机叶片，包括：

2.根据权利要求1所述的前掠风机叶片，其特征在于，所述叶片的尖部的尖点沿后缘向前缘方向，所述尖点偏离叶片挥舞平面的距离为0.2m～1.5m，所述叶片挥舞平面由所述叶片的挥舞方向和所述变桨轴线限定。

3.根据权利要求1所述的前掠风机叶片，其特征在于，所述叶片中部所处的截面到所述根部节圆的距离为叶片长度的1/5～3/5。

4.一种风力发电机组，其特征在于，包括如权利要求1-4任意一项所述的前掠风机叶片。

5.根据权利要求4所述的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组为水平轴风力发电机组。

6.一种前掠风机叶片的设计方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的设计方法，其特征在于，所述目标调整函数表示为：

8.一种前掠风机叶片的制造方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述前掠风机叶片的尖部的尖点沿后缘向前缘方向，所述尖点偏离叶片挥舞平面的距离为0.2m～1.5m，所述叶片挥舞平面由所述前掠风机叶片的挥舞方向和所述变桨轴线限定。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述前掠风机叶片中部所处的截面到所述根部节圆的距离为叶片长度的1/5～3/5。

技术总结本发明公开一种前掠风机叶片及其设计方法和制造方法和风力发电机组。前掠风机叶片包括叶片本体，沿叶片的根部和尖部之间的长度展向延伸；变桨轴线，延伸并垂直穿过根部节圆的圆心；相对于变桨轴线，叶片沿长度展向在叶片中部之后存在沿后缘向前缘方向的偏移。采用本发明实施例中的前掠风机叶片，能够使叶片在运行中产生正向扭转变形，抵消叶片偏离最优升阻比的趋势，达到最优功率系数在不同转速下损失最小的目的，提升风力发电机组的整体发电量。技术研发人员：周经纬,翟恩地受保护的技术使用者：浙江金风科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4