[發明專利]浮動式風機系泊系統、海上風力發電機組及其安裝方法

有效

• 申請號: 201510062098.8
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104632549B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 李榮富
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: F03D13/10
• 分類號: F03D13/10;F03D13/25;B63B21/50
• 代理公司: 北京金律言科知識產權代理事務所(普通合伙)11461
• 代理人: 逯博,楊移

技術領域

本發明涉及一種浮動式風機系泊系統、海上風力發電機組及其安裝方法，屬于風力發電技術領域。

背景技術

在50米以上深海區域，可開發利用的風資源更多更優質，市場前景也更廣闊。要開發這些海域的深海風電場，按照目前近海風電場普遍采用的各種貫穿樁結構固定在海底的做法將不具備優勢，因為隨著水深的增加，固定式基礎成本直線上升，固定式海上風機建造運維成本比浮動式更高。因此，為了使海上風電場的建設可以向深海區發展，需要開發經濟實用的浮動式風力發電機，目前，如何開發運動特性優異、結構緊湊、經濟實用的浮動式風機基礎及其系泊系統成為開發浮動式風機最關鍵的課題。

應用于海上風電領域的浮動式風機基礎，承受的載荷不同于傳統的海油工程中的移動式平臺，浮動式海上風機基礎除了承受風浪流的聯合作用外，還要承受風機這一高聳結構運行時所引起的陀螺回轉效應，傾覆力矩M_x、M_y以及繞垂直軸的扭矩M_z，整個風機會產生六個自由度的劇烈運動，包括X、Y和Z軸的軸向移動和繞軸的擺動，給風機的變槳和偏航控制系統帶來巨大挑戰，會影響到風機的正常運行，影響發電量，甚至會危及整個系統結構的安全性，為控制浮動式風機的運動，除了對浮動式基礎自身的運動性進行提高外，還需要匹配性能優異、成本具有競爭力的系泊系統。

現有的浮動式風機所采用的系泊系統都是繼續沿用了海油工程領域的懸鏈線系泊或者張力腿系泊系統，這些系泊系統的特點是重塊與浮動基礎之間是剛性連接整體上呈一體結構或者重塊內置于浮動基礎中，而浮動式基礎(或者浮動基礎與重塊構成的整體)再通過纜索直接連接到海底的第四纜索固定部上。

現有技術的系泊系統具有如下缺陷：整體重心偏高，抗風浪能力差，整體穩定性差。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種浮動式風機系泊系統，以降低整體重心，提高抗風浪能力和穩定性，提高安全性。

為達到上述目的，本發明的實施例提供了一種浮動式風機系泊系統，其包括一個剛性重塊和浮動基礎，所述浮動基礎上設置有多個第一纜索固定部，所述剛性重塊上設置有多個第二纜索固定部和多個第三纜索固定部，所述多個第一纜索固定部與所述多個第二纜索固定部通過第一纜索對應連接，所述多個第三纜索固定部通過第二纜索與設置于海底的第四纜索固定部連接。

進一步地，所述第一纜索固定部的數量至少為三個，均位于同一第一平面上且位于同一第一圓周上，所述多個第一纜索固定部均勻分布在所述第一圓周上，

所述第二纜索固定部的數量與所述第一纜索固定部的數量相等，均位于同一第二平面上且位于同一第二圓周上，所述多個第二纜索固定部均勻分布在所述第二圓周上，

在所述第一纜索拉緊且所述浮動基礎和所述剛性重塊呈水平的狀態下，所述第一圓周的圓心和所述第二圓周的圓心均位于所述浮動基礎的中心軸線上。

進一步地，第三纜索固定部的數量與所述第一纜索固定部和所述第二纜索固定部的數量相等，多個所述第三纜索固定部均位于同一第三平面上且位于同一第三圓周上，在所述第一纜索拉緊且所述浮動基礎和所述剛性重塊呈水平的狀態下，所述第三圓周的圓心位于所述浮動基礎的中心軸線上。

進一步地，所述第四纜索固定部的數量為多個，與所述第三纜索固定部通過第二纜索對應連接，所述第四纜索固定部均位于同一第四平面上且位于同一第四圓周上，在所述第一纜索和所述第二纜索拉緊且所述浮動基礎和所述剛性重塊呈水平的狀態下，所述第四圓周的圓心位于所述浮動基礎的中心軸線上。

可選地，所述第二纜索與海底呈30-60度角。

進一步地，所述第一纜索在張緊狀態下呈豎直向下狀態。

進一步地，所述第一纜索固定部和所述第二纜索固定部之間連接有多根所述第一纜索，所述多根第一纜索彼此平行。

進一步地，多個所述第二纜索整體上以徑向輻射的形式與所述第四纜索固定部連接。

優選地，所述剛性重塊位于所述浮動基礎下方10-20米處。

進一步地，所述剛性重塊的重量為所述浮動基礎的設計排水量的25％-35％。

優選地，所述浮動基礎在水平面上的投影整體上呈三角形，三角形的三個頂點處設置有端部立柱，所述第一纜索固定部位于所述端部立柱上。

進一步地，在所述浮動基礎的中心軸線上設置有中心立柱，所述中心立柱與所述立柱之間通過多根桿件連接在一起。