[发明专利]一种单柱漂浮式海上综合电力平台

说明书

本发明提供了一种单柱漂浮式海上综合电力平台，包括单柱式浮子；单柱式浮子与海上发电风机的塔筒连接，塔筒内设置控制系统；单柱浮子具有镂空连接的上下两部分，上部分中空以设置波浪能发电系统，下部分外部连接系泊系统和平衡系统；平衡系统包括若干翼片和若干减摇鳍，翼片和减摇鳍均匀布置在单柱式浮子下部分外壁；翼片竖向与下部分外壁铰接；减摇鳍位于单柱式浮子外部，每个所述减摇鳍铰接有连接杆，连接杆通过浮子侧面开孔进入单柱式浮子下部分内部，连接杆与一圆盘铰接，圆盘围绕圆心转动。本发明由于振荡水柱式波浪能发电装置有阻尼作用，在同等浪高环境下，本发明的稳定性强于一般的单柱漂浮式风电平台。

技术领域

本发明涉及海上风电和海洋波浪能发电技术领域，具体涉及一种单柱漂浮式海上综合电力平台。

背景技术

海上风电场选址处于风资源集中海域，风速快，又因为波浪本身来自于风力，所以海上风电场同时也是波浪能资源富集的场所。把海上风电的开发同波浪能资源的利用结合在一起，可以有效地扩充海上电厂的发电能力，提高海上电厂的整体经济性。

采用浮式基础的海上风电装置，可以利用较深海域的风浪资源。其中单柱漂浮式海上风电装置结构简单，易于制造和维护，但一来浮式基础容易受海浪影响，需要采取设计和工程措施增强其稳定性。二来与其他漂浮式海上风电平台相比，单柱漂浮式风机没有平台结构来平衡波浪冲击的力矩，原理上比较像不倒翁，虽然不容易被风浪掀倒，但摇摆幅度很大，更不稳定。

发明内容

为了提高单柱漂浮式海上风机的稳定性和综合利用效率，本发明的目的在于提供一种单柱漂浮式海上综合电力平台，该装置除了满足海上风电需求外，还可以利用附近的波浪能发电。而且由于振荡水柱式波浪能发电装置有阻尼作用，在同等浪高环境下，本发明的稳定性强于一般的单柱漂浮式风电平台。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种单柱漂浮式海上综合电力装置，包括海上发电风机和单柱式浮子、波浪能发电系统、外部系泊系统、控制系统和平衡系统；

所述单柱式浮子与海上发电风机的塔筒连接，塔筒内设置所述控制系统；控制系统与波浪能发电系统、海上发电风机电连接；所述单柱浮子具有镂空连接的上下两部分，上部分中空以设置所述波浪能发电系统，下部分外部连接系泊系统和平衡系统；

所述平衡系统包括若干翼片和若干减摇鳍，翼片和减摇鳍均匀布置在所述单柱式浮子下部分外壁；所述翼片竖向与下部分外壁铰接；

每个所述减摇鳍铰接有连接杆，连接杆通过浮子侧面开孔进入单柱式浮子下部分内部，连接杆与一圆盘铰接，圆盘围绕圆心转动。

可选的，所述减摇鳍为矩形片材，竖向截面为椭圆形，所述减摇鳍主体面与单柱式浮子轴向垂直。

可选的，若干所述减摇鳍位于单柱式浮子外部的同一水平面上。

可选的，所述翼片为四边形结构，四边形结构的一条边与单柱式浮子下部分外壁铰接，四边形结构的最小锐角设置在下端外侧。

可选的，所述波浪能发电装置为振荡式波浪能发电装置。

可选的，所述振荡式波浪能发电装置包括空腔、进出气口、上气管、下气管、单向阀门、涡轮和发电机；空腔被水面分为上下两部分，空腔从中部开始向上逐渐收窄，空腔顶端与进出气口连通，进出气口分别与上气管、下气管连通，上气管和下气管之间设有涡轮，上气管和下气管内气体分别往复运动转化以驱动涡轮同向转动，上气管和下气管均设置有单向阀门，涡轮通过转轴连接发电机。

可选的，所述控制系统包括计算机、控制板卡、涡轮、发电机、逆变器和电网，计算机通过控制板卡控制涡轮、发电机，发电机的电流通过逆变器和电网并网。

可选的，所述单柱式浮子为圆柱体浮子。

可选的，所述翼片设置在减摇鳍和外部系泊系统之间。