[实用新型]新型汲能-减振深海风力发电浮式半潜平台

说明书

本实用新型涉及海上风力发电领域，具体而言，涉及一种新型汲能—减振深海风力发电浮式半潜平台，其包括风机叶片、风机、塔筒以及半潜式平台，半潜式平台包括三个浮筒以及三角形浮箱，浮筒内部安装有波浪汲能‑减振系统，汲能‑减振系统包括发电机、惯容器、回复弹簧以及若干承载弹簧；本实用新型依据海况或实际需求通过调节发电机负载功率、惯容器液压油流速抑制因波浪荷载引起的垂荡、横摇、纵摇自由度波频响应对上部风机正常运行的影响和疲劳损伤等问题，同时将波浪能转化为电能；汲能‑减振系统作为被动控制系统充分利用平台立柱空间，其减振性能可靠，同时将风力发电和波浪能发电合为一体，整个系统具有良好的经济性。

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电领域，具体而言，涉及一种新型汲能—减振深海风力发电浮式半潜平台。

背景技术

目前，海上风力发电装备结构形式可分为浮式和固定式两类。当水深大于50米，浮式风力发电平台因其经济性要优于固定式结构，成为深海风力发电的主要装备之一，海上浮式风机在风载荷和波浪载荷作用下会产生强烈的振动，在整个服役期间如不对该振动加以控制，不仅会影响风机运行的稳定性，也极易引发浮式基础疲劳损伤。波浪能和风能同为重要的清洁能源，在浮式风力发电平台中如果将波浪荷载造成的振动转化为波浪能，不仅可提高风机运行的经济性，延长浮式平台等结构的寿命，还可提高实现最佳汲能效率。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种新型汲能—减振深海风力发电浮式半潜平台，将主被动隔振系统安装在风机塔筒支撑结构与浮式平台之间，从而改善浮式平台波频响应对风机的不利影响，同时将该不利振动转化为波浪能。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

其特征在于，还包括半潜式平台，所述半潜式平台包括三个浮筒以及三角形浮箱，浮筒分别固定在三角形浮箱的三个顶点上，塔筒位于半潜式平台的中心位置；

浮筒内部安装有汲能-减振系统、承载立柱以及承载钢板，支撑横梁通过万向节与承载立柱连接，承载立柱固定在承载钢板上，承载钢板下方连接汲能-减振系统；

汲能-减振系统包括发电机、惯容器、回复弹簧以及若干承载弹簧，发电机连接在承载钢板和浮筒之间；惯容器的一端与承载钢板连接，另一端与回复弹簧连接，回复弹簧底部固定在浮筒底部；承载弹簧呈环形排布在浮筒底部，上下端分别与承载钢板和浮筒底部连接；

回复弹簧与惯容器串联，同时与承载弹簧以及发电机并联安装。

进一步的，浮筒内壁设置有导轨，承载钢板上带有和导轨相配合的滑块。

进一步的，浮筒之间由横撑连接。

进一步的，塔筒与支撑横梁之间固定有斜撑杆。

进一步的，所述发电机为直线发电机，其电机直轴与承载钢板连接，定子铁芯与浮筒固定连接。

进一步的，所述惯容器为液压惯容器，其活塞连轴与承载钢板连接，液压缸的底部与回复弹簧连接，液压缸通过油管连接液压马达，液压马达连接飞轮。

进一步的，液压惯容器的液压油用磁流变液替换。

进一步的，发电机配合蓄电池及控制程序转化为主动减振控制系统的驱动装置。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)汲能—减振系统可等效为刚度—阻尼—惯性三元件系统，通过隔离、衰减浮筒垂荡、纵摇和横摇运动响应，从而有效减小波浪荷载对上部风机结构造成的竖向振动；

(2)在正常工况下，直线发电机主要发挥发电功能，可等效为阻尼器，其阻尼系数可通过调节负载功率实现连续可调；在恶劣海况下，直线发电机可转化为驱动设备，实现主动控制，以确保风机正常运行；

(3)液压油缸中的液压油采用磁流变液，实现半主动阻尼控制；