[发明专利]基于海上弃风电综合利用的一体化桩基设备及工作方法

说明书

本发明公开了一种基于海上弃风电综合利用的一体化桩基设备及工作方法，属于桩基冲刷防护装置领域。进气管道的进气口连接空气，空气压缩机的进气口连接进气管道的出气口，储气罐的进气口连接空气压缩机的出气口，电加热装置位于恒压储气罐的下方对恒压储气罐加热，桩基内电路给空气压缩机和电加热装置供电，透平膨胀发电机连接桩基内电路向桩基内电路输电，透平膨胀发电机的进气口连接恒压储气罐、出气口相连接输气管道；输气管道的一端与透平膨胀发电机的出气口相连接、另一端密闭，输气管道上开设有若干出气孔。能将弃风电接入桩基内电路，实现对电网的反补；形成气流以扰乱水流减缓冲刷坑发展；能提高冲刷坑内水域的含氧量，形成天然的养殖场。

技术领域

本发明涉及一种基于海上弃风电综合利用的一体化桩基设备及工作方法，属于海上风电系统储能调节技术及海洋工程桩基冲刷防护装置领域。

背景技术

近年来，海上风电在国内外得到了快速的发展，间歇性、波动性和非周期性是风能利用的重要特征，也是造成风力发电系统不稳定性的重要原因。随着风电行业的快速发展，风电＂弃风＂现象越来越严重。利用储能系统，一方面实现了将不稳定的风电转化为稳定的能量，保证风电场电力传输的平稳性和可靠性，增强了风电场并网运行的稳定性，另一方面提高了风电的利用率，优化风电平台运行的经济性，减少了风能的浪费。

压缩空气储能是一种大规模能量存储技术。压缩空气储能的成本是其他形式储能的百分甚至千分之一，而功率等级方面却能达到大多数储能形式的百倍以上。具有储能密度较大，建设成本相对较低的优点。相对其他形式的储能，在海上风电系统中运用压缩空气储能拥有着更高的能量回收效益。因此，采用压缩空气储能技术拥有着广阔的应用前景。但是，单纯采用压缩空气储能，利用方式单一，经济效益差。

近年来，海上风电在国内外得到了快速的发展，冲刷是海上风电单桩基础设计中需要经常面对的问题。海床冲刷导致海上风电结构自振频率降低，结构位移增加，桩基承载力不同程度降低；对应的基础刚度随之减小，降低了桩基的使用寿命。冲刷坑防护及降低防护成本也是亟需解决的技术问题。

发明内容

为了同时解决弃风电现象产生的能源浪费、弃风电利用方式单一、冲刷坑防护成本高的技术问题；本发明提供一种基于海上弃风电综合利用的一体化桩基设备。本发明的一体化桩基设备能同时满足利用弃风电、减缓冲刷坑的发展、提供养殖场所的功能需要。

本发明解决上述技术问题的技术方案：

一种基于海上弃风电综合利用的一体化桩基设备，包括：

桩基；

进气管道，所述进气管道的进气口连接空气；

空气压缩机，所述空气压缩机的进气口连接进气管道的出气口；

储气罐，所述储气罐的进气口连接空气压缩机的出气口；

电加热装置，所述电加热装置位于储气罐的下方对储气罐加热；

透平膨胀发电机，所述透平膨胀发电机进气口连接储气罐；

输气管道，所述输气管道一端与透平膨胀发电机的出气口相连接、另一端密闭，输气管道开设有若干出气孔；输气管道位于桩基外、沿冲刷坑底面设置，使出气孔的出气方向与冲刷坑的表面垂直；

养殖网箱，所述养殖网箱设置在冲刷坑内、桩基周围，养殖网箱固定于桩基，输气管道位于养殖网箱内；以及，

桩基内电路，所述桩基内电路给空气压缩机和电加热装置供电，接受透平膨胀发电机的输电；

其中，进气管道、空气压缩机、储气罐、电加热装置和透平膨胀发电机均设置在桩基内部，从上而下依次设置。

所述桩基内电路连接风力发电机，主要由风力发电机给其供电。