[发明专利]一种带减摇陀螺仪的水平轴多风机浮式平台

说明书

本发明属于海上风电开发领域，具体涉及一种带减摇陀螺仪的水平轴多风机浮式平台。包括三台水平轴风力机、减速箱、连接三台风机的支架、主塔架、浮筒、浮筒连接主塔架的支架、减摇陀螺仪和锚链和平台支座；所述三台水平轴风力机包括风力机1、风力机2和风力机3；风力机1通过连接三台风机的支架与主塔架顶部连接，风力机2通过连接三台风机的支架连接在风力机1的左斜下方，风力机3位于风力机1的右斜下方，并与风力机2成镜像布置；三台风力机上均安装一个减速箱；主塔架通过浮筒连接主塔架的支架与平台连接，平台支座连接在浮筒下方。本发明拥有更好的稳性，对于多变的风浪方向能保证基础的稳性和发电效率。

技术领域

本发明属于海上风电开发领域，具体涉及一种带减摇陀螺仪的水平轴多风机浮式平台。

背景技术

2021年，随着我国第一台浮式机组在明阳智能阳江基地装配完成并测试下线，标志着国内首台海上漂浮式试验样机即将安装应用，我国也打开了浮式风机商业化的大门。显然随着水深的限制，风力发电必然会朝着深远海发展，风机直径也逐步趋向大型化，但是风机叶片越做越大，其面临的设计制造甚至是理论上的问题仍未解决，显然，用多个直径较小的风机替代大直径风机是目前切实可行的方案，而且陆上风机在近十年的发展里已经设计出许多优秀的适用范围广的小直径风机，这不仅节约了大量的风机叶片设计试验成本，而且发电功率得到了保证。此外，许多海上风电场的海底地质松软，淤泥较多并不适用于固定式风机下桩，为使固定式平台稳定，需要较深的桩基深度，安装费用必然陡增，此时浮式平台就体现出了其优点。另外，风机的纵摇问题一直平台设计的一个重要考虑因素，而多风机平台的纵摇问题更是被扩大，本发明通过减摇陀螺仪对风机摇荡运动进行主动控制，很好地解决了这一问题。因此，开发出一种能同时适用不同水深，通过自身调整能抵抗较强的风浪，更为经济的浮式海上风电结构，具有极大的工程意义。

但与此同时，水平轴多风机的设计存在其自身的几个设计难点：1.由于工程误差的原因，左右两台风机很难做到完全的对称分布，这将导致风机系统的重心略微的往一边偏移；2.即使有减速箱对风机转速进行控制，但是三个风机间产生的力矩很难完全平衡；3.由于风机间由支架连接，支架本身存在一定的迎风面积，加上三个风机的扫风面积，在风机工作时会在迎风面产生一较大的力矩，产生的纵摇理论上会比单风机的要大，而且如果重心过高会导致恢复力不足，平台容易倾覆。综上三点，多风机平台主要的问题是稳性相对较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于深远海及各种风浪条件覆盖的带减摇陀螺仪的水平轴多风机浮式平台。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

包括三台水平轴风力机、减速箱、连接三台风力机的支架、主塔架、浮筒、浮筒连接主塔架的支架、减摇陀螺仪、锚链和平台支座；所述三台水平轴风力机包括风力机1、风力机2和风力机3；风力机1与主塔架顶部连接，风力机2位于风力机1的左斜下方，风力机3位于风力机1的右斜下方，并与风力机2成镜像布置，三台水平轴风力机之间由连接三台风力机的支架连接，三台水平轴风力机上各安装一个减速箱；主塔架通过浮筒连接主塔架的支架与平台连接，平台支座连接在浮筒下方；减摇陀螺仪安装在主塔架底部，并位于平台支座内部，浮筒下面连接有三根两两夹角为120°的锚链。

进一步地，所述减摇陀螺仪包括陀螺仪外支架、陀螺仪转盘、传动轴和外载小型电机；减摇陀螺仪通过陀螺仪外支架固定在主塔架底部，陀螺仪外支架内部安装陀螺仪转盘7.2，陀螺仪转盘上方通过传动轴连接外载小型电机。

本发明的有益效果在于：

1、在同一平台上，三台小直径风机的扫风面积基本能跟单台大直径风机一致，这说明在发电效率上基本能实现等效替换，但相对而言，小直径风机的设计制造运输安装应用的过程都比大直径风机要简便很多，能节约很多成本。而且叶片直径越大，工作中发生共振或颤振的概率会增加，产生结构应力也很多，发生事故的风险也提高了。而且在大直径风机叶片上目前仍存在很多设计盲点，安全性仍需进一步评估。显然，要进一步提高单位平台的发电量，多个风机同时工作是一种很好的选择。