[发明专利]一种全潜分离式风机基础

说明书

本发明公开了一种全潜分离式风机基础，涉及海上风力发电技术领域，直接避免浮筒所受波浪荷载影响，明显降低了风机整体动力响应。所述全潜分离式风机基础，主要由两部分组成，一部分为潜浮式基础，另一部分为风机体系。潜浮式基础由套筒、支撑架、潜浮筒、张紧线和悬链线组成，风机体系由风机和塔筒构成。塔筒穿过中套筒可实现上下浮动，套筒通过支撑架与潜浮箱固定连接，套筒、支撑架、潜浮筒经张紧线和悬链线固定于海面以下形成潜浮式基础，充当塔筒的定向支座，塔筒底部通过张紧线连接到海床。所述为全新海上风机基础结构形式，适用于海上风机基础建设。

技术领域

本发明涉及海上风力发电技术领域，尤其涉及一种潜浮式风机基础。

背景技术

目前为止，我国的漂浮式风机研究还处于起步阶段。而海上风电场的发展，目前多位于0-30米水深的浅海，距离海岸在20km以内，如响水风电场、东海大桥风电场等，均采用固定式支撑基础。而根据最新的中国气象局海上风资源调查结果显示，我国5m到25m水深线以内的近海区域、海平面以上50m高度风电可装机容量约为2亿kW，25m到50m以内的过渡区域、海平面以上70m以上可装机容量约为5亿kW，而100m以上的深海区域风能资源更为丰富。30米水深以上的海域，风能尚未被开发利用。

与浅海固定式基础结构形式相比，对于深海域漂浮式基础具有明显的优势。目前漂浮式基础形式有Spar式、张力腿式、半潜式等，各种漂浮式基础都有自身的优缺点。

Spar式浮式基础由中央柱、浮力舱、压载舱、系泊系统组成，由于重心低于浮心可以保证基础的稳定性。优点：水线面积小受波浪荷载影响小；缺点：水下结构吃水深、耗材多、不经济同时悬链线对横摇纵摇纵荡横荡的刚度不够，此结构不适用于100米以内水域风能的开发。

半潜式浮式基础主要由立柱、横梁、斜撑、浮箱和系泊系统组成。优点：此形式基础具有较大的水线面面积，回复力矩大，稳定性好；缺点：大尺度浮筒结构遭受较大波浪载荷，基础结构体积巨大不经济。

张力腿式浮式基础主要通过张力筋腱将浮于海面的平台基础固定在海底的基座，通过收紧张力筋键，使浮体的吃水比静平衡时大，因此浮力大于浮体重力，该剩余浮力由筋键的张力予以平衡，保持整个风机结构的稳定。优点：张力腿式浮式基础具有良好的垂荡和摇摆特性；缺点：张力腿结构复杂，价格昂贵，安装成本高。

目前世界范围内已有不少漂浮式基础应用到风力发电当中，却因技术限制、造价昂贵、漂浮式基础受荷复杂等原因，未能像浅海域固定式基础那样得到大力的推广。

目前我国正在大力的开发海上风能，深海领域还未开始涉及，随着对海上风能的开发，必定会走向深海，如何吸取国外经验，开发一种能够保证风机稳定的海上基础形式是目前要解决的一个重大技术难题。

因此，为了充分利用我国广阔的海洋风能资源，建设可以向深海区域发展的优良基础形式，这需要结合各种漂浮式基础的优点摒弃缺点，研发一种经济适用、受波浪荷载小、动力响应小等优异的海上新型风机基础。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种全潜分离式风机基础，能有效减少整机运动幅值，避免浮筒受波浪荷载的作用，运动性能上要优于传统的漂浮式风机基础，为风机提供最大可能的稳定运行环境，保障风机正常运行发电。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：