[发明专利]一种具有减隔振功能的半潜式风力发电机平台

说明书

本发明属于浮式海上风力发电机相关技术领域，其公开了一种具有减隔振功能的半潜式风力发电机平台，该发电机平台包括支撑结构、减振阻尼组件及球铰，所述支撑结构为上下层框架结构，其上层通过所述球铰连接于发电机组件；所述减振阻尼组件连接所述发电机组件及所述支撑结构，其用于减少所述发电机组件受到的振动；所述减振阻尼组件包括多个阻尼器及多个弹簧，多个所述阻尼器绕所述发电机组件均匀排布；所述阻尼器的一端连接于所述支撑结构，另一端通过所述弹簧连接于所述发电机组件。本发明能够显著降低海上风力发电机的运动幅度，从而增加整个发电机平台的稳定性，为大功率浮式海上风力发电设备提供了安全可靠的平台支撑基础结构。

技术领域

本发明属于浮式海上风力发电机相关技术领域，更具体地，涉及一种具有减隔振功能的半潜式风力发电机平台。

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，比以往任何时候都受到更多关注，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。随着风力发电在全球范围内持续快速增长，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海上。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。事实上，利用浮式基础支撑深水海上风力发电机将带来许多重要的好处，主要是：与深水中的固定底部相比成本更低，在施工和安装程序方面具有更好的灵活性，易于拆卸和退役，为浮式基础设计提供了各种技术解决方案。因此，浮式基础概念已经成为深水海上风力发电机的替代方案。

海上风力发电机可分为三类：翼梁型、半潜式和张力腿平台型。由于Statoil开发的Hywind概念基于细长的深吃水下部结构，是典型的翼梁型。由于翼梁型具有出色的稳定性，经过不断的理论研究和现场监测，Hywind概念最终在2017年世界上第一个浮式电场Hywind Scotland商业化，这是海上风力发电机历史上的一个里程碑。与其他两种类型的基础，即翼梁和张力腿平台类型相比，半潜式基础是有利的，因为基础的建造，组装和调试甚至风力发电机的安装都可以在码头上完成，安装了风力发电机的成品基础可以通过拖船拖出并展开。与半潜式基础系泊系统的安装相关的成本相对低于其他类型的浮式基础，与其他两种浮式基础相比，半潜式基础对风荷载激励的水动力特性，由于深度吃水而更好。原因很明显，当吃水变大时，自燃垂荡周期较长。特别地，在垂荡运动期间，波激励力在平衡位置几乎消失。半潜式基础的纵荡响应类似于翼梁类型的响应，优于张力腿平台型；另一方面，半潜式基础的横摇运动小于翼梁类型。

在现阶段的海上风力发电机领域，浮式海上风力发电机平台基础大多采用翼梁型基础，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，翼梁尺寸需要较大，成本也较高。对于半潜式平台的研究还处于积极探索阶段，现有的半潜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。相应地，本领域存在着发展一种整体稳定性较优的具有减隔振功能的半潜式风力发电机平台的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种具有减隔振功能的半潜式风力发电机平台，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具有减隔振功能的半潜式风力发电机平台。所述发电机平台的发电机组件与支撑结构通过球铰相连接，且所述发电机组件与所述支撑结构之间设置了减振阻尼组件，由此能够显著降低海上风力发电机的运动幅度，从而增加整个发电机平台的稳定性，为大功率浮式海上风力发电设备提供了安全可靠的平台支撑基础结构。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种具有减隔振功能的半潜式风力发电机平台，所述发电机平台包括支撑结构、减振阻尼组件及球铰，所述支撑结构为上下层框架结构，其上层通过所述球铰连接于发电机组件；所述减振阻尼组件连接所述发电机组件及所述支撑结构，其用于减少所述发电机组件受到的振动；

所述减振阻尼组件包括多个阻尼器及多个弹簧，多个所述阻尼器绕所述发电机组件均匀排布；所述阻尼器的一端连接于所述支撑结构，另一端通过所述弹簧连接于所述发电机组件。