[发明专利]一种半潜式海上风力发电机平台及海上风力发电设备

说明书

本发明属于海上风力发电机相关技术领域，其公开了一种半潜式海上风力发电机平台及海上风力发电设备，该发电机平台包括立柱、多个偏移柱、多个系泊线及多个浮筒，多个该偏移柱绕该立柱的中心轴均匀排布，且该偏移柱连接于该立柱；多个该偏移柱之间通过多个该浮筒相连接；多个该系泊线分别连接多个该偏移柱及锚，该锚设置在海底；该偏移柱呈阶梯状，其包括基柱及上柱，该上柱设置在该基柱上；该系泊线连接于该基柱；该基柱的直径大于该上柱的直径；多个该上柱远离该基柱的一端通过多个该浮筒相连接，且多个该基柱也通过多个该浮筒相连接；该偏移柱内填充有水，其用于提供压载。本发明提高了稳定性及使用寿命，适用性较强。

技术领域

本发明属于海上风力发电机相关技术领域，更具体地，涉及一种半潜式海上风力发电机平台及海上风力发电设备。

背景技术

由于传统能源在过去几十年中日益枯竭，可再生能源，尤其是风能，比以往任何时间都受到更多关注。风能因其在减少温室气体排放方面的重要作用而得到广泛认可，因此风能的开发在过去几十年中经历了快速增长。由于海上风力资源比陆上风能具有许多特别的优势，近年来风力发电机作为风能收集装置已经从陆上发展到近海。然而，随着水深的增加，固定底部海上风力发电机的施工难度和成本迅速增加，成本的增加主要与浮式基础有关，浮式基础是海上风力发电机在深水中起作用所必需的。

现有的浮式基础主要包括Spar结构基础、半潜式基础和TLP结构基础三种形式，这些浮式基础都需要系泊系统将风机系泊在海面上，并吸收作用在风机上的环境载荷。处于深海中的浮式风机不仅要承受常规的波浪载荷和流载荷，由于其高耸的风机结构，还要承受强风引起的巨大风载荷和倾覆力矩，导致浮式风机在工作时会有较大的运动响应，影响风机的稳定性，所以减小风机在风浪联合作用下的运动响应十分重要。

多点式系泊可分为悬链式和张紧式，在浮式风机平台上设置导缆孔，然后通过简单的三根系泊线将浮式风机平台和海床基础连接以达到限制浮式风机平台运动的效果。悬链式系泊系统的系泊线在水中处于松弛状态，优点是在高海况下平台和系泊缆索都比较安全，缺点是浮式平台的运动响应比较大，张紧式系泊系统的系泊线在水中处于张紧状态，优点是浮式风机平台在高海况下运动响应较小，缺点是由于张紧状态下预应力较大，系泊系统在高海况下比较危险甚至会被破坏，且由于海流等问题而产生的涡激振动及疲劳会缩短系泊缆索的使用寿命。此外，浮式风力发电机平台基础大多采用翼梁类型基础，而这样带来的问题是为了保持整体稳定性，降低整个结构的重心和稳心，翼梁结构尺寸需要较大，成本也较高。现有的半潜式浮式平台结构虽然采取了很多复杂的处理措施，但效果仍旧难以令人满意，首先是现有半潜式平台的偏移柱数目较少，这是由于缺乏相应数据支持导致的；其次，由于现有的浮式风力发电机所采用的系泊系统都是继续沿用海洋工程领域的单条悬链线系泊系统，整体重心偏高，抗波能力差。相应地，本领域存在着发展一种稳定性较好的半潜式海上风力发电机平台及海上风力发电设备的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种半潜式海上风力发电机平台及海上风力发电设备，其基于现有浮式基础的工作特点，研究及设计了一种稳定性较好的半潜式海上风力发电机平台及海上风力发电设备。所述发电机平台主要由七根圆柱形柱组成，其中六根为偏移柱，余下一根为立柱，六根偏移柱绕所述立柱均匀排布，偏移柱之间采用浮筒连接，偏移柱与立柱之间采用浮筒与斜撑连接，且偏移柱通过系泊线连接到海底，浮筒和斜撑起到力的传递作用，偏移柱起到压载作用，能够为大功率浮式海上风力发电机组提供安全可靠的平台支撑，保证了运行稳定性及使用寿命，适用性较强。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种半潜式海上风力发电机平台，所述发电机平台包括立柱、多个偏移柱、多个系泊线及多个浮筒，多个所述偏移柱绕所述立柱的中心轴均匀排布，且所述偏移柱连接于所述立柱；多个所述偏移柱之间通过多个所述浮筒相连接；多个所述系泊线分别连接多个所述偏移柱及锚，所述锚设置在海底；