[發(fā)明專利]一種海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及調(diào)節(jié)方法

在審

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• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN112032002A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭震霆;楊春燕;楊亮鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F03D13/25
• 分類號: F03D13/25;F03D9/25;B63B35/44;B63B21/50;B63B79/00;B63B39/03
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

本發(fā)明涉及海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、錨固基礎(chǔ)、系泊系統(tǒng)、浮式基礎(chǔ)、設(shè)置在浮式基礎(chǔ)上的發(fā)電機(jī)組、海面高度檢測裝置和系泊纜受力檢測裝置，系泊系統(tǒng)包括系泊纜和收放線裝置，收放線裝置設(shè)置在浮式基礎(chǔ)上，系泊纜的一端連接在收放線裝置上，系泊纜的另一端與錨固基礎(chǔ)連接，海面高度檢測裝置、系泊纜受力檢測裝置和收放線裝置與控制系統(tǒng)通訊連接，可根據(jù)所處海域深度和系泊纜的受力情況來調(diào)整系泊纜伸出的長度，從而可調(diào)整風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的活動范圍，保證風(fēng)力發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)海平面工作位置的穩(wěn)定性，提高系泊纜的使用壽命。另外還提供一種海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)

目前，世界能源主要來源于煤、石油等礦物化石燃料，隨著能源需求量的不斷增長，煤、石油等儲藏量卻不斷減少，并且煤、石油等開采、燃燒也會帶來對人類生存環(huán)境的破壞，因此，迫切需要可再生的清潔能源的開發(fā)。風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源，在國家能源戰(zhàn)略中的地位越來越重要。海上發(fā)電相比于陸上發(fā)電具有產(chǎn)能高、大型化、對人類居住影響小等優(yōu)勢，因此，海上發(fā)電具有重要的意義。

現(xiàn)有的海上發(fā)電是通過將風(fēng)機(jī)連接在浮式基礎(chǔ)上，通過海風(fēng)沖擊風(fēng)機(jī)來帶動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電能。海上風(fēng)機(jī)浮式基礎(chǔ)主要借鑒深海石油開采平臺，主要分為Spar式、TLP式和半潛式等幾種型式。Spar型浮式平臺由浮力艙、壓載艙、系泊線及錨固基礎(chǔ)4個部分組成，由于Spar型吃水大、垂向波浪力小，而且重心低于浮心，經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性優(yōu)于其他浮式平臺，因此，Spar型風(fēng)電平臺受到廣泛關(guān)注。Spar型風(fēng)電平臺主要是靠浮力艙的浮力和系泊線的張力來保持平臺的定位和穩(wěn)定性的。現(xiàn)有的Spar型風(fēng)電平臺的系泊線的長度是固定的，無法根據(jù)風(fēng)電平臺所處海域進(jìn)行調(diào)整，若海域較深，系泊線長期處于拉伸狀態(tài)，容易疲勞斷裂，若海域較淺，風(fēng)電平臺的移動范圍大，容易在波浪、洋流、海風(fēng)等的作用下移動，定位不準(zhǔn)確，且容易碰撞到其他的風(fēng)電平臺，影響風(fēng)電平臺的工作。并且，風(fēng)電平臺所處海域的海面高度不是一成不變的，受潮流、洋流等的影響，海面具有升降變化，而風(fēng)電平臺是浮在海面上的，導(dǎo)致系泊線在不同時(shí)期會較長或較短。由于領(lǐng)海的要求，以及電力運(yùn)輸?shù)某杀荆L(fēng)電平臺設(shè)置的海域仍較靠近海岸線，海面更容易受影響而變化，因此，亟需定位穩(wěn)定并且使用壽命長的系泊系統(tǒng)。

中國實(shí)用新型專利CN201371927Y公開了一種多柱式SPAR平臺系泊索布置結(jié)構(gòu)，系泊索通過導(dǎo)纜孔與多柱式SPAR平臺硬艙的外圍圓柱相連接，系泊索布置由四組系泊索構(gòu)成，相鄰兩組系泊索之間間隔90°，每組內(nèi)相鄰系泊索之間的間隔為5°，系泊索分別布置在外圍圓柱的外表面，每組內(nèi)系泊索的根數(shù)、規(guī)格通過計(jì)算確定，系泊索另一端與海底錨固基礎(chǔ)相連，每根系泊索由上端錨鏈、中端連接、下端錨鏈組成，當(dāng)SPAR平臺在海中發(fā)生運(yùn)動時(shí)，會引起系泊索形狀的改變，產(chǎn)生一個回復(fù)力，降低平臺的位移。該專利仍是通過系泊索的形變產(chǎn)生回復(fù)力進(jìn)行定位的，不能適應(yīng)海域深度變化，對于系泊索本身的長度較短，長期形變或是間歇式形變都會影響系泊索的使用壽命，而系泊索本身的長度較長時(shí)，風(fēng)電平臺已進(jìn)行了位移，沒有起到定位的效果，且難以回到原來的定位位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可調(diào)整活動范圍、準(zhǔn)確定位的海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及調(diào)節(jié)方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、錨固基礎(chǔ)、系泊系統(tǒng)、浮式基礎(chǔ)、設(shè)置在所述浮式基礎(chǔ)上的發(fā)電機(jī)組、海面高度檢測裝置和系泊纜受力檢測裝置，所述系泊系統(tǒng)包括系泊纜和收放線裝置，所述收放線裝置設(shè)置在所述浮式基礎(chǔ)上，所述系泊纜的一端連接在所述收放線裝置上，所述系泊纜的另一端與所述錨固基礎(chǔ)連接，所述海面高度檢測裝置、所述系泊纜受力檢測裝置和所述收放線裝置分別與所述控制系統(tǒng)通訊連接。

作為優(yōu)選方案，所述浮式基礎(chǔ)包括由上至下依次連接的塔架、浮艙組和壓載艙組，所述發(fā)電機(jī)組連接在所述塔架上，所述收放線裝置設(shè)置在所述壓載艙組上，所述浮艙組設(shè)有浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。