[发明专利]一种深海悬浮式风力发电机组

说明书

技术领域：

本发明涉及风力发电领域，更具体涉及一种深海悬浮式风力发电机组。

背景技术：

随着现代化社会的不断进步、国民经济的不断发展，由能源危机所带来的问题日益严重。面对能源危机的日益严峻，全世界各国都在大力寻找新的能源来代替传统能源，以风能、太阳能、生物质能、海洋能等为代表的新能源已经成为目前能源发展的重要目标，特别是风力发电和太阳能发电技术已经日趋成熟且在当今的电能使用已经占有重要比例。

我国的风力发电在20世纪80年代开始发展，自2010年起我国风电发电总量超越美国保持全球第一的排名。在对内陆风电建设集中式规模化发展渐趋饱和的基础上，尽管并网难、脱网事故仍有发生，我国风电产业已经开始向重质量、开发分散式以及海上风电转型。海上风电根据其离海岸线的距离可分为海上风电的分类一般按照开发地点的水深，可以分成滩涂，潮间带，近海大陆架和深海四种。由于海上风电处于不同的水深环境中，故需要不同的基础结构来支撑风机，深海机型风机一般采用浮体式结构，即将风力发电机安装在一个漂浮平台上，由缆索将漂浮平台与海底固定。目前挪威国家石油海德罗公司（StatoilHydro）建设的世界首个海上漂浮式风力发电站在挪威海岸附近的北海正式启用，这个风力发电机名为“Hywind”，高65米，重达5300吨，位于挪威西南部海岸附近卡莫伊岛（Karmoey）10公里处；Hywind发电机设置在一个浮台上，浮台通过三根缆线与海底固定。

对于悬浮式的深海风电机组其具有安装简单，便于迁移和制造，安装成本比海上塔架式风电机组低，深海的风能巨大而稳定，且一般不会占用人们日常生活所需要的空间。但海风的风力等级相比陆地风力等级要大很多，由于深海风力发电机组是悬浮式安装且，因此海风和海浪都会引起风电机组的晃动（低频的振动），这种持续的晃动在影响风机发电效率和质量的基础上还会对风机结构造成损伤。因此，如何抑制这样的振动就显得尤为重要了。

深海悬浮式风力发电机组的结构振动主要由风载荷和海浪载荷作用下产生的，针对固定的深海悬浮风机结构，其引起的振动模式较为稳定，鉴于此，本发明提出一种新型的深海悬浮式风力发电机组，以有效抑制由海风和海浪引起的结构振动。

发明内容：

本发明的目的是提供一种深海悬浮式风力发电机组，该机组能经济有效地抑制深海悬浮风机的振动。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种深海悬浮式风力发电机组，所述风电机组包括从上到下依次设置的风机结构、塔架和悬浮平台，所述悬浮平台通过缆索固定在海底；所述风机结构包括横向依次连接的风机叶片、风机轴和风机机舱；所述风机机舱和所述悬浮平台内均设有减振控制装置。

本发明提供的一种深海悬浮式风力发电机组，所述风机机舱和悬浮平台内均设有两组减振控制装置。

本发明提供的一种深海悬浮式风力发电机组，所述风机机舱内的两组减振控制装置相互垂直并均设置在所述风机机舱内壁上，其中一组所述减振控制装置与所述风机轴平行设置。

本发明提供的另一优选的一种深海悬浮式风力发电机组，所述悬浮平台内的两组减振控制装置相互垂直并均设置在悬浮平台内壁上。

本发明提供的再一优选的一种深海悬浮式风力发电机组，所述风机机舱内的减振控制装置包括垂直设置在风机机舱内壁上的弹簧、垂直设置在风机机舱内壁上的阻尼器和设置在所述弹簧和阻尼器上的质量块。

本发明提供的又一优选的一种深海悬浮式风力发电机组，所述悬浮平台内的减振控制装置包括垂直设置在悬浮平台内壁上的弹簧、垂直设置在悬浮平台内壁上的阻尼器和设置在所述弹簧和阻尼器上的质量块。

本发明提供的又一优选的一种深海悬浮式风力发电机组，所述质量块为盛装液体的密闭容器。

本发明提供的又一优选的一种深海悬浮式风力发电机组，所述风机机舱内的每个质量块的质量为所述风机结构在该质量块设置方向上振型广义质量的0.5%-2%。

本发明提供的又一优选的一种深海悬浮式风力发电机组，所述悬浮平台内的每个质量块的质量为所述风机结构和悬浮平台在该质量块设置方向上振型广义质量的0.5%-2%。

由于采用了上述技术方案，本发明得到的有益效果是：

1、本发明中将由海风载荷和海浪载荷引起的深海悬浮风机的振动区别开来，分别设计减振控制装置；针对由海风载荷引起的风机振动，将减振控制装置安置在风电机舱中可有效抑制由海风载荷引起的风机振动；针对由海浪载荷引起的悬浮平台及风机整体的振动，将减振控制装置安装在悬浮平台中可有效抑制由海浪载荷引起的悬浮平台及风机整体的振动；