[实用新型]一种三立柱型式海上风力发电平台系统

说明书

本发明公开一种三立柱型式海上风力发电平台系统，包括风机系统、浮式基础和系泊系统，所述风机系统包括风机塔筒，所述风机塔筒立于浮式基础的上部中心位置；所述浮式基础包括三个立柱和中心圆盘，所述三个立柱呈等边三角形分布，中心圆盘设于三个立柱中心，中心圆盘和每个立柱的上部通过上部箱型结构连接，每个立柱的下部通过底部浮箱相互连接，构成稳定的等边三角形形状。本发明浮式基础作业吃水较浅，水深适用范围广阔，可用于40m及以上的广泛海域，并保证吃水较浅的情况下，通过改变结构构件尺度及跨度，满足稳性、运动及结构等性能，适用于支撑各功率的海上风机，并扩展到10MW及更高功率海上风机机型。

技术领域

本实用新型属于海洋漂浮式风力发电领域，具体涉及一种三立柱型式的海上浮式风力发电平台系统。

背景技术

海上风能作为分布广泛的可再生能源目前已从示范应用向实用化、商业化转变。国际已经建立了漂浮式风力发电平台的样机示范工程(挪威Hywind示范工程，葡萄牙Windfloat示范，法国Ideol示范工程等等)。国内，中国近海浅水域(福建、广东等省)开始大规模建造海上固定式基础结构的风电平台。漂浮式风电平台当前国内还没有建立示范样机，但规划建立风场的部分海域水深已经达到50m以上，漂浮式风电平台将成为此区域的必然需求。

世界已有的示范工程中，Hywind示范工程采用的浮式基础为单柱体型式SPAR。浮式基础结构由三点系泊型式锚与海底。浮式基础设计池水较深，应用水深范围主要为100m以上水深，适用于挪威北海沿岸水深，但无法应用于距离岸边较近的大部分50m-100m水深的海上漂浮式风场范围。而且SPAR型式需要在海上实现SPAR在位过程以及海上风机和塔筒的吊装，整个安装过程相对复杂，成本较高。

葡萄牙Windfloat示范工程中，浮式基础采用的是三个立柱结构型式，立柱之间用圆形撑杆连接。风机位于其中一个立柱之上。并且采用了动态压载水系统来抵消风倾力矩，调整风机运行过程中的姿态，从而达到提高风机效率的目的。但此种设计由于风机位置偏心，因此结构容易产生不均匀性载荷，不如对称结构载荷分布合理。而且设计中采用了大量的横撑和斜撑，这对结构的疲劳性能和撑杆的建造焊接都要求较高，同时，由于风速变化的瞬时性，想通过动态压载水系统达到实时调载的目的也是非常困难，整体设备成本和后期维护成本也相对较高。

法国Ideol示范工程采用的是一个四边形环形结构。此种结构吃水较浅，因此可适用的水深范围更浅，但是由于主体结构位于水面附近，运动响应性能并不算好，承受波浪载荷也较大。另外，止链器安装于水面之上，部分锚链布置于飞溅区，也降低了此部分锚链的疲劳性能。

漂浮式风力发电基础与常规海洋工程结构物相比，上部风机具有较大的重量以及较大的水平载荷和扭矩载荷。这样对平台性能提出了以下几点特别要求：1、风机重量和风机运转的水平载荷对稳性要求更加严格；2、为了保证风机有效运转，对平台的运动响应要求也较高；3、对平台的结构设计，尤其是风机与浮式基础连接的关键结构的要求提高等。

发明内容

为克服上述关键问题，本发明提供一种新型的三立柱型式海上风力发电平台系统。此发电平台从整个系统的总布置、稳定性、运动响应性能、系泊系统设计、平台的管系系统及电气系统等内部配置及其与风机连接方式等多方面综合考虑，保证了风机发电的浮式基础平台整体设计的完整性，同时还兼顾了建造与造价、海上施工与安装等经济性。

本实用新型主要是通过以下技术方案来实现的：

一种三立柱型式海上风力发电平台系统，包括风机系统、浮式基础和系泊系统，所述风机系统包括风机塔筒，所述风机塔筒立于浮式基础的上部中心位置；所述浮式基础包括三个立柱和中心圆盘，所述三个立柱呈等边三角形分布，中心圆盘设于三个立柱中心，中心圆盘和每个立柱的上部通过上部箱型结构连接，每个立柱的下部通过底部浮箱相互连接，构成稳定的等边三角形形状。

优选浮式基础还包括三根斜撑，每根斜撑的顶端与中心圆盘连接，下端与立柱的下部连接。