[發明專利]一種深海懸浮式風力發電機組

有效

• 申請號: 201310370175.7
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN104421107B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 朱凌志;高丙團;王湘艷;魏巍;趙大偉;張磊;陳寧
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;東南大學
• 主分類號: F03D13/25
• 分類號: F03D13/25;F16F15/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域：

本發明涉及風力發電領域，更具體涉及一種深海懸浮式風力發電機組。

背景技術：

隨著現代化社會的不斷進步、國民經濟的不斷發展，由能源危機所帶來的問題日益嚴重。面對能源危機的日益嚴峻，全世界各國都在大力尋找新的能源來代替傳統能源，以風能、太陽能、生物質能、海洋能等為代表的新能源已經成為目前能源發展的重要目標，特別是風力發電和太陽能發電技術已經日趨成熟且在當今的電能使用已經占有重要比例。

我國的風力發電在20世紀80年代開始發展，自2010年起我國風電發電總量超越美國保持全球第一的排名。在對內陸風電建設集中式規?；l展漸趨飽和的基礎上，盡管并網難、脫網事故仍有發生，我國風電產業已經開始向重質量、開發分散式以及海上風電轉型。海上風電根據其離海岸線的距離可分為海上風電的分類一般按照開發地點的水深，可以分成灘涂，潮間帶，近海大陸架和深海四種。由于海上風電處于不同的水深環境中，故需要不同的基礎結構來支撐風機，深海機型風機一般采用浮體式結構，即將風力發電機安裝在一個漂浮平臺上，由纜索將漂浮平臺與海底固定。目前挪威國家石油海德羅公司（StatoilHydro）建設的世界首個海上漂浮式風力發電站在挪威海岸附近的北海正式啟用，這個風力發電機名為“Hywind”，高65米，重達5300噸，位于挪威西南部海岸附近卡莫伊島（Karmoey）10公里處；Hywind發電機設置在一個浮臺上，浮臺通過三根纜線與海底固定。

對于懸浮式的深海風電機組其具有安裝簡單，便于遷移和制造，安裝成本比海上塔架式風電機組低，深海的風能巨大而穩定，且一般不會占用人們日常生活所需要的空間。但海風的風力等級相比陸地風力等級要大很多，由于深海風力發電機組是懸浮式安裝且，因此海風和海浪都會引起風電機組的晃動（低頻的振動），這種持續的晃動在影響風機發電效率和質量的基礎上還會對風機結構造成損傷。因此，如何抑制這樣的振動就顯得尤為重要了。

深海懸浮式風力發電機組的結構振動主要由風載荷和海浪載荷作用下產生的，針對固定的深海懸浮風機結構，其引起的振動模式較為穩定，鑒于此，本發明提出一種新型的深海懸浮式風力發電機組，以有效抑制由海風和海浪引起的結構振動。

發明內容：

本發明的目的是提供一種深海懸浮式風力發電機組，該機組能經濟有效地抑制深海懸浮風機的振動。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種深海懸浮式風力發電機組，所述風電機組包括從上到下依次設置的風機結構、塔架和懸浮平臺，所述懸浮平臺通過纜索固定在海底；所述風機結構包括橫向依次連接的風機葉片、風機軸和風機機艙；所述風機機艙和所述懸浮平臺內均設有減振控制裝置。

本發明提供的一種深海懸浮式風力發電機組，所述風機機艙和懸浮平臺內均設有兩組減振控制裝置。

本發明提供的一種深海懸浮式風力發電機組，所述風機機艙內的兩組減振控制裝置相互垂直并均設置在所述風機機艙內壁上，其中一組所述減振控制裝置與所述風機軸平行設置。

本發明提供的另一優選的一種深海懸浮式風力發電機組，所述懸浮平臺內的兩組減振控制裝置相互垂直并均設置在懸浮平臺內壁上。

本發明提供的再一優選的一種深海懸浮式風力發電機組，所述風機機艙內的減振控制裝置包括垂直設置在風機機艙內壁上的彈簧、垂直設置在風機機艙內壁上的阻尼器和設置在所述彈簧和阻尼器上的質量塊。

本發明提供的又一優選的一種深海懸浮式風力發電機組，所述懸浮平臺內的減振控制裝置包括垂直設置在懸浮平臺內壁上的彈簧、垂直設置在懸浮平臺內壁上的阻尼器和設置在所述彈簧和阻尼器上的質量塊。

本發明提供的又一優選的一種深海懸浮式風力發電機組，所述質量塊為盛裝液體的密閉容器。

本發明提供的又一優選的一種深海懸浮式風力發電機組，所述風機機艙內的每個質量塊的質量為所述風機結構在該質量塊設置方向上振型廣義質量的0.5%-2%。

本發明提供的又一優選的一種深海懸浮式風力發電機組，所述懸浮平臺內的每個質量塊的質量為所述風機結構和懸浮平臺在該質量塊設置方向上振型廣義質量的0.5%-2%。

由于采用了上述技術方案，本發明得到的有益效果是：

1、本發明中將由海風載荷和海浪載荷引起的深海懸浮風機的振動區別開來，分別設計減振控制裝置；針對由海風載荷引起的風機振動，將減振控制裝置安置在風電機艙中可有效抑制由海風載荷引起的風機振動；針對由海浪載荷引起的懸浮平臺及風機整體的振動，將減振控制裝置安裝在懸浮平臺中可有效抑制由海浪載荷引起的懸浮平臺及風機整體的振動；