本发明属于风电，具体涉及一种在役风机原位改造扩容方法。
背景技术：
1、近十年来，我国风电装机容量维持高速增长态势，目前累计装机总量和新增装机量位屈居全球第一。在此情形下，新型机组的高度和叶片尺寸不断突破极限，以更好地吸收风能。然而，风机的设计使用寿命均为二十年，在早期建设的风机也逐渐达到退役的年限。据行业预测，到2040年，我国累计退役风机规模将突破1.5亿千瓦。因此，如何处理这部分的机组成为工程建设中的难题。
2、在此背景下，将老旧风力机进行“以大代小”改造成为可行的一条途径，通过此方式可有效释放优质风资源区发电潜力，为全国风电装机市场带来额外增量。在老旧风机扩容过程中，势必需要提升塔架的高度并更换上部机组。而在高度提升的过程中，若采用传统纯钢的柔性圆塔筒，则在高度提升后整体结构更加高柔，且由于顶部重量更大，在高风速情形下极易发生倒塌与损毁。如何针对现有的机组进行原位改造是即将面临的挑战。
技术实现思路
1、为了解决现役老旧风力机发电效率低、维护成本高的难题，本发明提供一种在役风力机原位改造扩容方法，在原有风机的结构基础上，通过更换上部机组和调整支撑塔架的方式，避免原有风力机构件的拆除、新机的选址和新征土地等程序，降低老旧风电场的改造成本。
2、本发明采用的技术方案是：一种在役风力机原位改造扩容方法，包括以下步骤：
3、（1）基础改造：在原始基础上安装锚杆组合、植入径向钢筋和竖向钢筋，并进行混凝土浇筑，以形成新基础；径向钢筋和竖向钢筋沿新旧混凝土截面环向等角度布置；
4、（2）支撑塔架提升及改造；在改造后的基础上安装混凝土或中空夹层钢管混凝土支撑塔段，并将原始塔筒锚固在混凝土或中空夹层钢管混凝土支撑塔段上；或者在原始塔筒周围布置桁架框架式支撑塔架；
5、（3）发电机组更换；将旧的风机组件拆除，更换为新的风机组件，包括轮毂、机舱、叶片。
6、优选地，所述步骤（1）中，在原始基础上安装第一锚杆组合，第一锚杆组合包含三组锚杆，第一组锚杆的内端锚固在原始基础顶部锚栓处，其外端沿水平方向延伸至新基础内；第二组锚杆的下端锚固在原始基础顶部锚栓处，其上端沿竖直方向延伸至新基础的顶面以下；第三组锚杆的下端嵌入原始基础内，上端延伸至新基础的顶面以上；第三组锚杆位于第二组锚杆的外侧；第一锚杆组合沿基础四周均匀布置。
7、优选地，所述步骤（1）中，在原始基础上安装第二锚杆组合，第二锚杆组合包含两组锚杆；该两组锚杆的下端锚固在原始基础内，上端竖向延伸至新基础顶部；第二锚杆组合沿基础四周均匀布置。
8、优选地，所述步骤（2）中，混凝土或中空夹层钢管混凝土支撑塔段的相邻节段之间通过法兰及锚具连接；混凝土或中空夹层钢管混凝土支撑塔段内部布置预应力钢绞线。
9、优选地，所述步骤（2）中，桁架框架式支撑塔架下部固定在基础上，并通过耳板和支撑腹杆与原始塔筒连接；桁架框架式支撑塔架的平面呈多边形。
10、优选地，桁架框架式支撑结构包括上下边长相等的直立式结构或上窄下宽斜立式结构；由多段组成，相邻节段之间通过高强螺栓连接。
11、优选地，在桁架框架式支撑塔架及原始塔筒的上部设有新增塔筒，所述新增塔筒通过转换结构与桁架框架式支撑塔架及原始塔筒的上部连接固定；所述转换结构包括中空角柱、箱梁、基础单元、上法兰和下法兰；所述基础单元为弧形板体结构，多个基础单元组合成中空圆台形结构；箱梁与基础单元连接，箱梁的外端设有中空角柱；中空角柱与架框架式支撑结构的立柱装配。
12、优选地，所述新增塔筒由多段不同直径的塔段组成，内部通过法兰相互固定；新增塔筒底部直径与转换结构的上法兰直径相同，并通过螺栓连接固定。
13、与现有技术相比，本发明提供的在役风力机原位改造扩容方法，在资源利用上，提高了旧机组设备和装置的利用效率，避免了原有塔架结构的拆除，节省了拆卸过程中的人工和运输费用；此外，框架-核心筒式还可将旧机组塔架用作新机组的支撑结构，节约部分钢材；同时，在原位改造的基础上，避免了对新增土地的征地需求和环境破坏，还可利用原有基础结构，在改造的过程中减少基础安装的费用；进行扩容后，可显著提升风机的发电效率和发电量，提高对风能资源的利用率；在安装方式上，所有结构均进行模块化设计，所有构件可在工厂中进行预装，提高现场安装的效率，缩短安装时长。
1.一种在役风力机原位改造扩容方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的在役风力机原位改造扩容方法，其特征在于：所述步骤（1）中，在原始基础上安装第一锚杆组合，第一锚杆组合包含三组锚杆，第一组锚杆的内端锚固在原始基础顶部锚栓处，其外端沿水平方向延伸至新基础内；第二组锚杆的下端锚固在原始基础顶部锚栓处，其上端沿竖直方向延伸至新基础的顶面以下；第三组锚杆的下端嵌入原始基础内，上端延伸至新基础的顶面以上；第三组锚杆位于第二组锚杆的外侧；第一锚杆组合沿基础四周均匀布置。
3.根据权利要求1所述的在役风力机原位改造扩容方法，其特征在于：所述步骤（1）中，在原始基础上安装第二锚杆组合，第二锚杆组合包含两组锚杆；该两组锚杆的下端锚固在原始基础内，上端竖向延伸至新基础顶部；第二锚杆组合沿基础四周均匀布置。
4.根据权利要求1所述的在役风力机原位改造扩容方法，其特征在于：所述步骤（2）中，混凝土或中空夹层钢管混凝土支撑塔段的相邻节段之间通过法兰及锚具连接；混凝土或中空夹层钢管混凝土支撑塔段内部布置预应力钢绞线。
5.根据权利要求1所述的在役风力机原位改造扩容方法，其特征在于：所述步骤（2）中，桁架框架式支撑塔架下部固定在基础上，并通过耳板和支撑腹杆与原始塔筒连接；桁架框架式支撑塔架的平面呈多边形。
6.根据权利要求5所述的在役风力机原位改造扩容方法，其特征在于：桁架框架式支撑塔架包括上下边长相等的直立式结构或上窄下宽斜立式结构；由多段组成，相邻节段之间通过高强螺栓连接。
7.根据权利要求5所述的在役风力机原位改造扩容方法，其特征在于：在桁架框架式支撑塔架及原始塔筒的上部设有新增塔筒，所述新增塔筒通过转换结构与桁架框架式支撑塔架及原始塔筒的上部连接固定；所述转换结构包括中空角柱、箱梁、基础单元、上法兰和下法兰；所述基础单元为弧形板体结构，多个基础单元组合成中空圆台形结构；箱梁与基础单元连接，箱梁的外端设有中空角柱；中空角柱与桁架框架式支撑塔架的立柱装配。
8.根据权利要求7所述的在役风力机原位改造扩容方法，其特征在于：所述新增塔筒由多段不同直径的塔段组成，内部通过法兰相互固定；新增塔筒底部直径与转换结构的上法兰直径相同，并通过螺栓连接固定。
