[实用新型]浮式风机基础及浮式风电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电领域，特别是一种浮式风机基础及浮式风电机组。

背景技术

风能是一种清洁的可再生绿色能源，开发效率高，经济性好，具有大规模开发条件和商业化前景，世界各国正在大力建设风电场，风力发电技术也得到了快速发展。风电场主要分为陆地风电场和海上风电场。陆地风电场起步较早，发展比较成熟，但存在严重的用地矛盾、噪声污染、优良场址已逐渐开发完毕等问题，海上风电场的开发得到了迅速发展。

海上风电场按所处海域位置分为浅海风电场和深海风电场。浅海风电场适用于50m以内水深的海域，采用固定式基础形式。深海风电场一般适用于50m以上水深的海域，采用桩基础已经无法满足经济性的要求，而浮式风机基础可能是这一区域最合适的选择。海上风力资源丰富，比陆地风力发电量大，同时，深海区域的风力资源要比近海区域更为丰富，具有很大的发展潜力，也是未来海上风电场开发的主要海域。

浮式风电机组使用浮式结构作为海上风机的基础平台，平台再用锚泊系统锚定于海床，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。针对深海浮式风电场的商业前景和开发需求，设计出一种经济性好、运动性能好、适用范围广、安全可靠的海上风机浮式基础型式对我国海上风电场的开发建设具有重要意义。

海上风机浮式平台的概念设计可以主要从两方面考虑，一个是平台具有很好的稳性，发生转动时有很强的自我恢复能力；另一个是平台在满足结构强度要求的情况下受波浪力较小，具有良好的运动性能。平台具有很好的稳性主要是使平台在转动时有较大的偏转恢复刚度，而偏转恢复刚度与重心和浮心之间的高差、平台的排水体积、平台的二阶水线面积矩有关，单纯增大平台二阶水线面积矩是不经济的，这样也会增大作用在平台上的波浪力，因此对浮式平台的改进方案，可从增大重心和浮心之间的高差，以及增大平台的吃水体积两方面考虑。

如欲控制平台偏转角度的极值，仅依靠平台自身结构提供的偏转静水恢复刚度是不够的，因为这意味着巨大的水下体积，这样会大幅地增加平台的建造成本。设计时，应在平台保持自身稳性的基础上，同时采用系泊系统来控制平台的偏转极值。

另外，在满足结构的承重受力要求情况下，如何减小作用在浮式平台上的波浪力，提高浮式平台的稳定性，减小平台的运动偏转角度，是一项重要的技术创新内容，对于海上风机浮式平台，除了Roll和Pitch外，其首摇运动(Yaw)也不宜过大，因此需要考虑专门控制首摇运动的措施以降低影响。

发明内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、稳定性及运动性能好，能够降低海上浮式风电平台首摇和偏转运动以及减小波浪力的浮式风机基础及浮式风电机组。

本实用新型的技术方案如下：

一种浮式风机基础，包括浮式平台和锚泊系统，所述浮式平台通过导缆孔与所述锚泊系统固定连接，其特征在于，所述浮式平台包括浮筒，所述浮筒上设置有多个导缆孔，所述导缆孔与所述锚泊系统中的系泊缆索连接，所述系泊缆索与所述导缆孔的连接端分为第一分叉及第二分叉，所述第一分叉和所述第二分叉分别与所述浮筒上的两个导缆孔连接。

所述导缆孔至少为六个，并沿所述浮筒径向分组均匀设置，所述导缆孔与所述浮筒之间通过杆件固定连接。

每两个所述导缆孔为一个导缆孔组，所述导览孔组之间的夹角为90°或120°，所述导缆孔组的两个导缆孔之间的夹角为60°。

所述浮式平台还包括依次连接地圆柱筒、过渡段及所述浮筒，所述圆柱筒的直径小于所述浮筒的直径，所述过渡段由所述圆柱筒端至所述浮筒端的截面直径呈线性递增趋势。

所述浮式平台还包括桁架结构、升沉板和压载舱，所述压载舱与所述浮筒之间通过所述桁架结构相连，所述桁架结构高度范围内设置有所述升沉板，所述压载舱与所述桁架结构固定连接，并固定于所述浮式平台最下端。

所述桁架结构包括桁架垂向杆件以及由第一撑杆和第二撑杆相交形成的桁架撑杆，所述桁架垂向杆件沿所述压载舱端面周向均匀布置，所述桁架撑杆固定于相邻的两个所述桁架垂向杆件之间。

本实用新型还提供一种浮式风电机组，其包括有如以上任意一项所述的浮式风机基础，风力机和塔筒，所述塔筒的一端固定连接所述风力机，所述塔筒的另一端固定于所述浮式平台上。

本实用新型的有益效果在于：

浮式风机基础的浮筒能够为浮式平台提供足够大的浮力来提高浮心，并通过设置在最下端的压载舱来降低重心，因而有效增加了重心与浮心之间的距离，有效增大了转动恢复刚度，减小了浮式平台的偏角运动，从而提高了所述浮式平台的稳定性。