[实用新型]海上风电波浪能支撑平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种海上风电波浪能支撑平台，尤其是一种应用于大中型海上风电的多能混合塔架平台稳定调控系统，确保海上风力发电系统的稳定性。

背景技术

风力发电作为一种清洁、发展前景广阔的可再生能源，一直是世界各国的能源发展战略。传统海上风电的塔架直接构建于海底，但海水的高盐度以及海水的波浪和潮汐运动，极易造成塔架腐蚀和冲击扭曲，同时风电机桨叶产生的倾覆力矩，极易导致塔架侧翻，严重影响塔架使用寿命，并且塔架构置在海底使得风电系统的安装、制造以及维护成本增高，严重制约着海上风电的发展。近年来，一种基于漂浮基座的新型海上风电应运而生，它以漂浮基座为风机塔架基础，实现了风电系统塔架稳定，降低了海上风电安装成本，但漂浮基座引入使得海上风电系统重心过高，易受波动性风速和波浪的干扰，系统平衡性和稳定性相对较差，控制难度加大极易导致风电系统的倾覆与侧翻，同时平台稳定调控还需风机发出电能予以调整，极大降低了风电系统的发电功率。海洋波浪能严格无污染和蕴含容量大，并具有和海上风电天然耦合优势，201210030258.7公开一种支撑海上风机和海洋能发电机的预应力混凝土浮式平台，塔架平稳采用水泵调控浮筒水质量来实现的，水泵供电来源于水平轴和垂直轴风力发电，并提出光伏和波浪能发电的理念，但光伏和波浪能发电是以电耦合形式与风电机组耦合，导致能量利用系数低，同时未就波浪能发电安装和捕获方式作出较为详细阐述，且平台的主动调控能力相对较弱，影响风电系统的安全和可靠性。

实用新型内容

本实用新型的技术任务是针对上述技术中存在的不足，提供一种海上风电波浪能支撑平台。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：海上风电波浪能支撑平台采用风能、波浪能以及压缩储能等混合储能方式，主被动混合调整塔架平衡，确保海上风电平台稳定，包括风电平台浮体、波浪能俯仰椭球、压缩空气储能以及中央控制单元，采用风能、波浪能以及压缩储能等混合储能方式，主被动混合调整塔架平衡，确保海上风力发电系统的稳定性；所述风电平台浮体包括主浮体、浮体支撑以及对称排列的平衡浮筒，主浮体为风电平台提供浮力支撑，平衡浮筒经浮体支撑与主浮体刚性连接，被动调整塔架平衡；所述波浪能俯仰椭球捕获波浪能，主动调整塔架平衡；所述压缩空气储能为波浪能俯仰椭球的调控装置以及能量转化结构，包括俯仰椭球调控装置、高压气罐以及气罐压力稳定机构，控制波浪能平衡浮球运行在最大捕获、受限捕获以及被动捕获三种状态；所述中央控制单元为DSP28335CPU数据采集和控制板，实时采集风速、波浪波高、波速、平台侧仰角等数据，决策平台平衡状态以及调控波浪能俯仰椭球捕获状态。

所述海上平台包括主浮体、浮体支撑以及4个对称排列的平衡浮筒，主浮体为圆桶形，与塔架同心刚性连接，为风电平台浮体提供浮力支撑，内部从上至下依次放置高压气罐、膨胀机、发电机以及变流器，使风电系统重心保持在海平面以下，随风电系统的随机侧仰，浸润体积发生变化产生随动恢复力矩，结合风电平台浮体重力矩，随动调控风电平台侧仰角。

所述平衡浮筒为圆桶形，在主浮体四周对称分布，与主浮体经浮体支撑刚性连接，内部放置压缩空气储能的部分结构，风电平台的随机侧仰，个浮筒之间产生差额浸润体积，经浮体支撑转换为平衡恢复力矩，被动平衡风电平台侧翻力矩。

所述波浪能俯仰椭球为4个椭球形浮体，与俯仰中轴U型连接，在海水中围绕俯仰中轴做俯仰运动，中央控制单元根据风速、波浪、平台侧仰角等数据，分别独立决策波浪能俯仰椭球的运行状态，在风电平台主浮体以及平衡浮筒为俯仰基点的情况下，通过调控压缩空气储能的工作状态，控制波浪能椭球浮体的俯仰频率和角度，产生俯仰力矩，结合风电平台浮体的被动恢复力矩，主被动混合调控风电平台稳定。