[实用新型]一种实时动态调节漂浮式风机姿态的智能调载系统

说明书

本实用新型公开一种实时动态调节漂浮式风机姿态的智能调载系统，包括压载水舱、管路系统、控制系统、风机姿态监测系统和压载水监测系统，压载水舱内装有压载水，所述压载水舱之间通过管路系统连接，管路系统调节各压载水舱内的压载水量，管路系统上设有压载水泵，压载水监测系统设于压载水舱内，风机姿态监测系统位于风机基础上测量吃水量。本实用新型通过调节浮式风机基础结构中的压载水量来控制浮式风机的在水中的姿态，使得在不同风速条件下，风机的横摇和纵摇角度依旧能保持在接近0度的范围之内，降低塔底弯矩所造成的累计疲劳损伤，延长风机寿命。

技术领域

本实用新型涉及海上风电技术领域，特别涉及一种实时动态调节漂浮式风机姿态的智能调载系统。

背景技术

随着陆上风电的不断开发，优质资源逐渐减少，海上风电的开发有着巨大的潜力，并且沿海地区经济发达，能源需求量大，因此发展海上风电是必然趋势。目前海上风机一般采用固定式基础，基础的打桩、建造、运输和吊装的费用昂贵；相比浮式风机整体安装和运输，建造安装费用低。在机组容量越来越大、近岸资源越来越少的情况下，海上风电从近海走向远海、从浅海走向深海，是风电行业发展的必然趋势。

海上的天气变化多端，在不同的海况环境条件下，浮式风机平台会产生较大的运动响应。过大的运动幅值会使风机的结构损毁，频繁的停机保护会导致发电量的减少，降低风机产能效率，缩短疲劳寿命。一旦关键结构损坏，由于浮式风机距离海岸线较远，维修所消耗的时间和成本也会大幅增加。

因此，风机的运行过程中，在达到最大化产能的同时，要实现最小化风机的运动幅值。其中横摇和纵倾是风机结构运动的重要控制因素，影响着浮筒底部的弯矩，底部弯矩会随着纵摇角度的增大而增大，从而加剧风机的疲劳损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实时动态调节漂浮式风机姿态的智能调载系统，通过调节浮式风机基础结构中的压载水量来控制浮式风机在水中的姿态。

本实用新型的技术方案为：一种实时动态调节漂浮式风机姿态的智能调载系统，包括压载水舱、管路系统、控制系统、风机姿态监测系统和压载水监测系统，压载水舱内装有压载水，所述压载水舱之间通过管路系统连接，管路系统调节各压载水舱内的压载水量，管路系统上设有压载水泵，压载水监测系统设于压载水舱内，风机姿态监测系统位于风机基础上测量吃水量。其中，本系统通过调节浮式风机基础中的压载水来控制浮式风机在水中的姿态，控制系统与风机姿态监测系统、压载水监测系统、压载水泵和阀门电性连接。压载水舱的数量和尺寸根据浮式基础的结构形式和尺度确定。

所述压载水泵设有至少两台，其中一台为工作的压载水泵，其余的为备用的压载水泵。其中，压载水泵的抽吸能力根据压载水舱的容积和压载水注入排出的时间来确定。

所述压载水舱均布于风机基础的外侧位置。其中，采用此结构能够增加力矩，提高调节效率，压载水舱的容量和数量需要根据风机基础的稳性设计和压载水调平要求确定。

所述风机姿态监测系统采用液位传感器，液位传感器与控制系统电性连接。其中，通过测量浮体的吃水量来判断风机姿态，风机姿态监测系统的检测数据实时传输到控制系统。

所述压载水监测系统采用液位传感器，液位传感器与控制系统电性连接。其中，通过测量压载水舱的液位高度来判断压载水量，压载水监测系统的检测数据实时传输到控制系统。

所述控制系统包括控制计算机和显示器。其中，控制计算机接收风机姿态监测系统传输过来的浮式基础吃水信号和压载水监测系统传输过来的舱室内水位信号，根据接收的数据求解使浮式基础达到平衡时各个压载水舱需调节的水量，同时发出控制压载水泵及各个阀门的信号。显示器实时显示浮式风机的姿态和压载水舱的液位数据，以及液位传感器、压载水泵和阀门的工作状态。

所述各压载水舱通过管路系统与压载水泵直接相连。其中，采用此结构能够高效地控制压载水量。