[实用新型]一种漂浮式风机基础及风力发电机

说明书

本实用新型公开了一种漂浮式风机基础及风力发电机，用于连接并支撑风机塔架的支撑浮体，以及压载组件，其与支撑浮体连接，位于所述支撑浮体下方。支撑浮体包括：中央立柱、若干个水平撑结构和若干个斜撑，中央立柱的第一端与风机塔架进行连接；若干个水平撑结构沿中央立柱周向间隔分布，每一水平撑结构的第一端与中央立柱连接；若干个斜撑沿中央立柱周向间隔分布，且每一斜撑的一端与中央立柱的第二端呈角度连接，其另一端对应与水平撑结构的第二端连接。本实用新型对高耸的上部建筑结构产生的风倾力矩，仍具有良好的恢复能力，工作状态下可以保持足够的稳性，保证风力机发电效率。

技术领域

本实用新型涉及风电技术领域，具体涉及一种漂浮式风机基础及风力发电机。

背景技术

现今，海上风电机组主要是通过单桩或者导管架式基础固定在海床上，两种技术的最大缺陷在于，只能应用于水深不能超过50m的海域。然而，超过这一水深的海域也蕴藏着巨大的开发潜力，有着更高的风速。浮式基础则由于不受水深限制以及能够简化机组吊装，从而使这些海域的风能资源开发成为了可能。典型浮式基础型式主要有3种，分别为：张力腿(TLP)式、半潜(Semi-Sub)式和立柱(Spar)式。

Spar型式的基础是通过压载舱使得整个系统的重心压低至浮心之下来保证整个风机在水中的稳定，再通过辐射式布置的悬链线来保持整个风机的位置。Spar形式基础吃水大，并且垂向波浪激励力小、垂荡运动小，因此Spar形式的基础比半潜式基础有着更好的垂荡性能，但是由于Spar形式的基础水线面对稳性的贡献小，其横摇和纵摇值较大。

TLP型式风机浮式基础主要由圆柱形的中央柱、矩形截面的浮筒、锚固基础组成，TLP型式的基础具有良好的垂荡和摇摆运动特性。缺点是张力系泊系统复杂、安装费用高，张力筋腱张力受海流影响大，上部结构和系泊系统的频率耦合易发生共振运动。

半潜式(Semi-Submersible)风机浮式基础主要由立柱、横梁、斜撑、压水板、系泊线和锚固基础组成，半潜式基础吃水小，在运输和安装时具有良好的稳定性，相应的费用比Spar和TLP型式的基础节省。

浮式风机平台与海洋平台相比，复杂性体现在以下两个方面:1)系统重心太高，稳性难以保证；2)风机产生巨大推力和倾覆力矩，产生较大的纵摇、纵荡运动。

目前，TLP式基础的3个水平自由度运动的固有频率较其他漂浮式基础更接近波浪能量集中的频率范围，因此，其在频率设计方面存在较大难度。其次，由于服务水深的区别，TLP式基础的张力筋腱及其连接装置无法直接采用张力腿石油平台的设计，因此需要进行创新研发，其研发难度和决策风险都较大。另外，TLP式基础的拖航、安装等施工难度也较大，尤其是张力筋腱的安装，需要特殊工艺及精确调节。

以上三种型式中，半潜式基础适应水深范围广，建造运输方便，安装定位灵活性高，通用性强，被普遍认为是开发海上风电资源的下一代重要基础形式。

然而，Semi-Sub式基础的稳定性较差，横摇和纵摇两个自由度的运动较TLP式风电机组更大，影响发电效率，还可能会影响风电机组的设备寿命。现有的半潜式浮式基础为了降低风机的运动幅度，通常需要设置主动压载系统或者阻尼系统，不但增加设计难度，也提高了工程造价。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种漂浮式风机基础及风力发电机，以解决现有技术中所存在的问题。

为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：