[发明专利]一种半潜式风力发电基础平台及其安装方法

说明书

本发明涉及半潜式风力发电基础平台，包括基础结构平台、风机塔架、风力发电机组、脐带缆及定位系统；基础结构平台顶部的中心部件为中心浮箱，中心浮箱上方与风机塔架连接，风机塔架顶部设有风力发电机组；在基础结构平台顶部的中心浮箱以外设有垂直于水面的立柱，立柱与中心浮箱之间设有水平浮箱；相邻的立柱下部之间通过连接浮箱连接，立柱底端设置垂荡板；基础结构平台底部呈正三角形结构；中心浮箱底部连接与海底动力线相连的脐带缆。本发明的有益效果是：本发明的基础平台结构简单合理，风力发电机组相对于基础结构平台布置具有对称性，结构部件及锚泊系统的互换性高，有利于基础平台结构的标准化，并降低建造成本。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种海上半潜式风力发电基础平台及其安装方法。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。随着陆地风电资源的开发，现在国内可开发的优质风电资源逐渐减少，海上风电潜在开发量巨大，并且沿海地区经济发达，能源需求大，所以需要积极开展海上风力发电项目。

海上风电具有的优势:一是海上风速较大，年利用率高。二是海上区域广阔，允许风机大型化，单机发电量高。三是减少电力运输成本，沿海城市经济发达，用电量较高，有效减少西部电力产能，可以缓解产能过剩。

现有的海上风力发电装置基本上采用固定式平台基础，在海底打桩后架起来，与陆地上的差别不大。这样的风力发电机大多架设在浅海水域，水深一般不超过30米。但这种技术运用于我国漫长的沿岸浅水水域，很难达到应有的经济效果。

风力强度离岸越远越强。在深远海，风速强，风资源稳定。世界上80％以上潜在的风资源在水深50至60米的海域。随着海上风力发电正在走向深远海，水的深度使得固定式风力发电基础失去经济可行性。早在二十多年前，欧美国家就开始研究用于海上承载风电机的漂浮式平台结构的概念设计。因此，为了把海上丰富的风力资源转化为“绿色的”低成本电能，开展海上漂浮式风力发电基础平台技术的研究有着重要的战略意义。

为了满足发展海上漂浮式风力发电场的需要，风电领域采用了海洋油气行业常用的浮式平台的结构形式，包括单立柱平台(SPAR)、半潜式平台(Semi-Submersible)、张立腿平台(TLP)漂浮式风电基础。目前世界上大约有30个漂浮式风力发电的概念，来自10多个国家。在各种漂浮式海上风力发电基础平台概念中，以半潜式风力发电平台形式为主。

WindFloat是代表性的半潜式风力发电基础平台，由Principle Power、Vestas与EDP合作研发。该平台主体由三个立柱以及连接浮筒之间的桁-梁形式的管结构组成，风机非对称地位于其中一个立柱上，动态压载水可以自动抵消风倾力矩，定位系统采用系泊定位，在每个浮筒底部设置阻尼板增大垂荡运动的阻尼，以降低垂荡运动幅值。不足之处是该风机基础平台结构复杂，且风机相对于发电基础平台的非对称性，立柱浮筒和系泊系统之间的互换性差，建造成本高。

公开号为CN107539433A发明专利，公开了一种半潜式风机平台，其主要的结构形式与WindFloat相似，风机非对称地位于其中一个立柱上。虽然在基础平台顶部的水平连接梁及截面做了一些改变，但它具有跟WindFloat相同的特点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种半潜式风力发电基础平台及其安装方法。

这种半潜式风力发电基础平台，包括基础结构平台、风机塔架、风力发电机组、脐带缆及定位系统；基础结构平台顶部的中心部件为中心浮箱，中心浮箱上方与风机塔架连接，风机塔架顶部设有风力发电机组；在基础结构平台顶部的中心浮箱以外设有垂直于水面的立柱，立柱与中心浮箱之间设有水平浮箱；相邻的立柱下部之间通过连接浮箱连接，立柱底端设置垂荡板；基础结构平台底部呈正三角形结构；中心浮箱底部连接与海底动力线相连的脐带缆；定位系统包括锚泊系统和锚固装置，锚泊系统一端连接基础结构平台底部三角形各顶点，锚泊系统另一端连接位于海底的锚固装置。