[发明专利]基于潮流影响的浮式风电装备开环动态调载系统

说明书

本发明公开了一种基于潮流影响的浮式风电装备开环动态调载系统，涉及浮式风力发电技术领域，其包括：用于支撑浮式风机的浮式平台、用于调节浮式平台的内腔容水量的调载系统、用于监测海流的流速和流向的传感器以及控制装置，调载系统与控制装置连接，传感器与控制装置采用无线传输，控制装置用于根据传感器的监测数据控制调载系统、以调整浮式平台的倾斜角度。本系统可有效减少潮流导致的浮式平台倾斜现象，使浮式风电装备仅在自身运行情况下出现轻微倾斜，有利于提高浮式风电装备的发电效果。

技术领域

本发明涉及浮式风力发电技术领域，更具体地说，涉及一种基于潮流影响的浮式风电装备开环动态调载系统。

背景技术

现有技术中，国内首台按深远海(水深高度大于或等于50m)条件进行设计、工程实施及测试验证的海上浮式风电装备(“扶摇号”深远海浮式风电装备)在湛江徐闻罗斗沙海域完成示范装机，使得我国水深50m以上海域风资源开发利用成为可能，为国内深远海漂浮式风电领域的发展奠定了基础。

海上浮式风电装备位于徐闻罗斗沙海域，琼州海峡东口，海流最大流速达3.5m/s，潮流为规则的全日潮流，且往复特征显著。浮式风电装备的浮式平台采用三立柱半潜式基础，风力发电机组安装于其中一个立柱上。为提高浮式风电装备的垂荡、横摇、纵摇的自然周期，三立柱半潜式基础下方设置有垂荡板或下浮体。根据分析，在不考虑风、浪及其他环境条件，潮流对于带有垂荡板或下浮体的三立柱半潜式基础具有较大影响，即浮式平台迎流倾斜时，海流流速越大，则浮式平台的整体倾斜角度越大。同时，由于潮流为全日潮、往复特征明显，因此，浮式平台每日会在涨潮、落潮期间呈现周期性的往复倾斜变化。

根据研究分析，国内外已装机运行的浮式风电装备在倾斜角度超过一定阈值时，浮式风电装备将停止发电。根据分析计算，当风和水流同向时，潮流能减少浮式平台的倾斜角度；但如果风和水流反向时，潮流会加剧浮式平台的倾斜角度，从而导致浮式风电装备达到设定倾斜阈值，从而导致浮式机组触发安全保护而出现停机。

综上所述，如何减少其他因素导致浮式平台额外的倾斜角度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于潮流影响的浮式风电装备开环动态调载系统，可有效减少因潮流导致浮式平台额外的倾斜角度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于潮流影响的浮式风电装备开环动态调载系统，包括：用于支撑浮式风机的浮式平台、用于调节所述浮式平台的内腔容水量的调调载系统、用于监测海流的流速和流向的传感器以及控制装置，所述调载系统与所述控制装置连接，所述传感器与所述控制装置采用无线传输，所述控制装置用于根据所述传感器的监测数据控制所述调载系统、以调整所述浮式平台的倾斜角度。

优选的，还包括用于在断电时为所述控制装置和所述调载系统供电的后备电源。

优选的，所述后备电源设于所述浮式平台内，所述控制装置设于所述浮式风电装备的塔筒内部，所述传感器设于所述浮式平台的附近海面上。

优选的，所述浮式平台包括第一立柱、第二立柱以及第三立柱，所述第一立柱的顶部、所述第二立柱的顶部以及所述第三立柱的顶部对应连接，所述第一立柱的底部、所述第二立柱的底部以及所述第三立柱的底部通过支撑板连接；

所述第一立柱、所述第二立柱以及所述第三立柱的底部均设有所述调载系统。

优选的，所述调载系统包括用于进水的海底阀箱、用于驱动水液流动的压载水泵以及用于容纳水液的调整舱室；

所述海底阀箱和所述压载水泵之间、所述压载水泵和所述调整舱室之间、所述海底阀箱和所述调整舱室之间均设有连通管路，且所述连通管路上设有控制阀，所述控制阀和所述控制装置连接。

优选的，每个所述调载系统均包括至少两台所述压载水泵。