[发明专利]一种分形结构的新型双体漂浮式风力机平台

说明书

本发明公开了一种分形结构的新型双体漂浮式风力机平台，包括：叶片、与所述叶片固接的发电机舱、与所述发电机舱固接的支撑柱、与所述支撑柱固接的上部浮舱及与所述上部浮舱通过筋腱连接的下部压舱；所述上部浮舱包括与所述支撑柱固接的立柱及与所述立柱固接的浮箱，所述浮箱采用空心箱结构且该浮箱底部上开设有分形的华夫格多孔。根据本发明，提高了该平台的稳定性，具有经济实用性，且具有良好的水动力稳定性。

技术领域

本发明涉及风力发电的技术领域，特别涉及一种分形结构的新型双体漂浮式风力机平台。

背景技术

风力发电已成为全球清洁能源的重要组成部分。海上漂浮式风力机因其适用水深范围广、易于大型化、便于移动及灵活拆卸等优点，加之我国海上风电资源丰富，潜力巨大，且靠近以东部经济发达地区为主的负荷中心，就地消纳方便，成为近年该领域重点发展方向之一。

目前，为降低度电成本，海上漂浮式风力机正在经历大型化甚至是超大型化进程，并不断向远海发展。我国海底情况复杂，凹凸不平，起伏较大，随着离岸距离及水深增加，波浪作用对风力机系统干扰加剧，尤其是远海高速风载荷显著，漂浮式风力机系统安全、稳定运行及安装过程面临巨大挑战。目前的漂浮式平台主要有半潜式平台、张力腿平台、以及深水浮筒平台，现有的半潜式平台由于浮箱尺度较大，水平方向所承受波浪力较大，平台纵荡、横荡运动较难控制，且结构重量大、结点复杂制造有一定难度；张力腿平台(TLP)张力筋腱成本较高，平台安装需要特殊安装船，其安装成本也较高，张力筋腱较大的刚度导致平台垂荡运动固有周期较小，易与波浪中的高阶分量发生共振，即高阶弹振，同时对上部承重要求较高，承重变化将直接影响张力筋腱预张力，进而影响平台性能；主流深水浮筒平台使用单柱浮基(Spar)做主体，水线面面积较小，对波浪激励不敏感，具有良好的水动力性能，适用于环境恶劣的海域及深海海域，缺点是尺寸跨度过大，制造及安装较困难，且成本较高，在横摇纵摇方向上悬链线刚度不够，易造成较大受力。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种分形结构的新型双体漂浮式风力机平台，提高了该平台的稳定性，具有经济实用性，且具有良好的水动力稳定性。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种分形结构的新型双体漂浮式风力机平台，包括：

叶片、与所述叶片固接的发电机舱、与所述发电机舱固接的支撑柱、与所述支撑柱固接的上部浮舱及与所述上部浮舱通过筋腱连接的下部压舱；

所述上部浮舱包括与所述支撑柱固接的立柱及与所述立柱固接的浮箱，所述浮箱采用空心箱结构且该浮箱底部上开设有分形的华夫格多孔。

优选的，所述上部浮舱与下部压舱之间通过多个筋腱连接，所述筋腱的一端固接于上部浮舱的筋腱上连接点处，另一端固接于下部压舱的筋腱下连接点处。

优选的，所述上部浮舱与下部压舱之间通过六个筋腱连接，上部浮舱的每两个筋腱之间的角度为六十度，下部压舱上的两个筋腱之间的角度为一百二十度。

优选的，所述上部浮舱上固接有悬链线系件，所述悬链线系件用于保持该平台系泊定位。

优选的，所述悬链线系件包括三根索缆，所述索缆固接于上部浮舱且每个两个索之间的夹角为一百二十度，且索缆的直径为0.3m。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

(1)通过与上部浮舱和下部压载舱相连的张力筋腱在上部浮舱拉力及下部压载舱重力作用下始终处于拉伸状态，以保证系统相对稳定；

(2)上部浮舱和下部压载舱通过六根筋腱链接，筋腱在上部浮舱连接点两两之间的角度为60°，筋腱在下部压载舱的三个连接点两两之间的角度为120°，研究了不同筋腱连接距对平台稳定性的影响如表2所示。在受到海浪、海风等外力作用下，当上部浮舱发生位移，下部压载舱的拉力通过与之相连的张力筋腱传递至上部浮舱，一方面减小了上部浮舱运动，另一方面加快了上部浮舱恢复至平衡位置的速度，提高了系统的稳定性。