[发明专利]一种浮式风机运动性能的试验模型及试验方法

说明书

本发明公开了一种浮式风机运动性能的试验模型及试验方法，试验模型包括水池、浮式风电机组模型、造风系统、造波系统以及造流系统。浮式平台模型通过系泊系统模型与水池相连接。造风系统与所述风力机模型的风轮叶片相对设置，且造风系统的输出风场的风场截面涵盖了风轮叶片所运行的区域，造风系统电性连接至所述控制装置。造波系统以及造流系统均与风轮叶片相对设置、且位于风轮叶片的同一侧，造波系统以及造流系统位于水池一端，造波系统及所述造流系统电性连接至控制装置。通过本发明试验模型进行试验，能够提供相对真实准确的验证数据，如此能够评价原型浮式风电机组的动力性能，且试验周期短、成本低和风险小。

技术领域

本发明涉及风力发电机组的运动性能试验技术领域，尤其是涉及一种浮式风机运动性能的试验模型及试验方法。

背景技术

浮式风机使用浮式结构作为海上风机的基础平台，基础平台则用系泊系统锚定于海床。其成本较低，对地质条件没有要求，且容易运输，具有广阔的应用前景。浮式风机处于恶劣的海洋环境荷载中，使得受力机理和运动性能复杂。

其中，模型试验是提高浮式风力发电技术经济有效的方式。然而，目前对浮式风机模型试验的研究甚少，且还未形成一套系统完善的模型试验方法。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种浮式风机运动性能的试验模型，它能够方便获取与原型浮式风机相似的结构受力和运动性能，且模型成本低廉。

其技术方案如下：

一种浮式风机运动性能的试验模型，包括：水池；浮式风电机组模型，所述浮式风电机组模型漂浮在所述水池内，所述浮式风电机组模型包括浮式平台模型、系泊系统模型与风力机模型，所述浮式平台模型通过系泊系统模型与所述水池相连接，所述风力机模型安装在所述浮式平台模型上方，所述风力机模型包括风轮叶片、用于驱动所述风轮叶片转动的电动机、安装所述风轮叶片的机舱、支撑所述机舱的塔架、设置在所述塔架上的第一六分力仪、设置在所述机舱上的第二六分力仪以及加速度仪，所述电动机、第一六分力仪、第二六分力仪以及加速度仪均电性连接至控制装置；造风系统，所述造风系统用于输出风场，所述造风系统与所述风力机模型的风轮叶片相对设置，且所述造风系统的输出风场涵盖了所述风轮叶片所运行的区域，所述造风系统电性连接至所述控制装置；造波系统以及造流系统，所述造波系统用于使得所述水池内产生波浪，所述造流系统用于使得所述水池内产生水流，所述造波系统以及所述造流系统均与所述风轮叶片相对设置、且位于所述风轮叶片的同一侧，所述造波系统以及所述造流系统位于所述水池的一端，所述造波系统及所述造流系统电性连接至所述控制装置。

在其中一个实施例中，还包括消波系统，所述消波系统位于所述水池的另一端，所述消波系统与所述造波系统相对设置。

在其中一个实施例中，所述风轮叶片为碳纤维材料，所述风轮叶片内设有腔体，所述腔体内设有碳纤维杆以及树脂。

在其中一个实施例中，所述塔架包括由铝合金材料制成的第一中空杆以及由铝制材料制成的第二中空杆，所述浮式平台模型由玻璃钢制成，所述浮式平台模型、第一中空杆以及第二中空杆依次固定连接，所述第二中空杆与所述机舱固定连接，且所述第二中空杆上安装有所述第一六分力仪。

在其中一个实施例中，所述系泊系统模型为系泊缆索或张力腿结构。

在其中一个实施例中，所述系泊缆索包括钢丝、弹簧以及若干铅坠，所述钢丝与弹簧相连，若干所述铅坠均匀布置在所述钢丝与所述弹簧组成的缆线上，所述缆线的一端与所述浮式平台上的导缆孔相连，所述缆线的另一端与所述水池底板相连。