[发明专利]集成电磁储能系统的海上风电浮式基础

说明书

一种集成电磁储能系统的海上风电浮式基础，它包括浮式支撑平台、重力式锚固结构和电磁储能系统，浮式支撑平台下部通过系泊缆线连接于重力式锚固结构，风力发电机位于浮式支撑平台上部与其连接，电磁储能系统位于重力式锚固结构内部，电磁储能系统与风力发电机之间由电缆连接，海缆与电磁储能系统连接引出重力式锚固结构外与电网连接，通过电磁储能系统根据风力发电机功率输出特性实时调节或周期性调节风力发电机输入至电网的电能。具有结构简单，稳定性好，适应性好，有效降低或消除现有海上风电功率波动过大对电网的冲击的特点。

技术领域

本发明属于海上浮式风电技术领域，涉及一种集成电磁储能系统的海上风电浮式基础。

背景技术

随着国家推进碳中和，海上风电等清洁能源将成为国家能源系统的重要部分。然而，风力发电机输出功率与风速密切相关，受到海上风速波动的影响，风力发电机的输出功率并不稳定，具有间歇性和随机性等特点。当前国内海上风电开发量相对较少，风电的波动性对电网稳定性无显著影响，但随着海上风电规模化开发，解决海上风电波动性将成为消纳海上风电的关键所在。“海上风电+储能”的开发模式越来越受到重视，即海上风电场配套一定比例的储能，以避免弃风弃电。目前，海上风电仍无法实现平价上网，若再加上储能成本，海上风电投资总成本将成为海上风电行业发展的制约因素。

当前，风电储能通过建立储能电站，进行集中式储能。若储能电站建在陆地上，则会占用较大陆地面积，若建在海上，则需要建造专用的平台，其成本相对较高。随着海上风电场从近海走向深远海，海上风电场的基础形式也将以漂浮式基础为主，建造储能电站浮式平台将是一笔巨额的投资。因此，迫切需要提出一种新型、高效、低成本的电磁储能方式，既能实现海上风力发电机输出功率的调节，又能避免建造储能电站专用平台。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种集成电磁储能系统的海上风电浮式基础，该浮式基础的类型为张力腿式，浮式支撑平台下部用系泊缆线连接重力式锚固结构，

风力发电机位于浮式支撑平台上部通过支撑结构与其连接，电磁储能系统集成于重力式锚固结构内部，无需建造电磁储能电站浮式平台，电磁储能系统与风力发电机之间由电缆连接，海缆与电磁储能系统连接引出重力式锚固结构外，电磁储能系统根据风力发电机功率输出特性实时调节或周期性调节风力发电机输出功率，稳定性好，适应性好，有效降低或消除现有海上风电功率波动过大对电网的冲击。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种集成电磁储能系统的海上风电浮式基础，包括浮式支撑平台、重力式锚固结构和电磁储能系统；所述电磁储能系统位于重力式锚固结构内；所述重力式锚固结构位于浮式支撑平台下部海床与其连接；所述电磁储能系统包括核心储能元件、控制系统和电池管理系统，控制系统、电池管理系统与核心储能元件连接；所述核心储能元件为超级电容器或混合超级电容器。

所述浮式支撑平台通过支撑结构连接于风力发电机，以支撑风力发电机安全稳定运行，所述浮式支撑平台通过系泊缆线连接于重力式锚固结构，以限制风、浪、流荷载作用下浮式支撑平台的运动，所述电磁储能系统在重力式锚固结构建造过程中放置于重力式锚固结构内部空间，所述重力式锚固结构中设有海水冷却系统，保持内部空间的温度和湿度，以满足电磁储能系统对环境的要求。所述浮式支撑平台、重力式锚固结构、电磁储能系统、风力发电机采用整体设计和建造，在陆上完成建造和组装工序，减少海上作业工序和时间，浮式支撑平台和重力式锚固结构在湿托过程中固定为一体，可以充分利用小型船舶运输，同时重力式锚固结构在自重作用下沉落于海床，降低海上施工难度。

根据本发明的一些实施例，所述浮式支撑平台包括底座连接的浮筒、支撑杆、张紧调节机构和支撑结构，风力发电机与支撑结构连接，所述重力式锚固结构与浮式支撑平台之间通过张紧调节机构和系泊缆线连接。

根据本发明的一些实施例，所述重力式锚固结构采用混凝土、钢筋混凝土、堆石混凝土制作而成，其内部为中空结构，所述重力式锚固结构的储能空间周围环绕设置海水冷却系统。