[發明專利]一種浮式基礎及風機系統

在審

• 申請號: 202110083144.8
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112855455A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李華祥;張黎;張友林;黃軒
• 申請（專利權）人: 上海電氣風電集團股份有限公司
• 主分類號: F03D13/25
• 分類號: F03D13/25;B63B35/44
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張靜潔;曹媛

本發明公開了一種浮式基礎及風機系統，包括具有容置空間的立柱，其中，所述立柱的上端面用于安裝風機組件；當所述立柱漂浮于水上時，水自所述立柱的下端面進入所述容置空間內，位于所述容置空間內的水形成阻尼池。在系統防垂蕩、轉動、旋轉等方面，具有良好的效果，并對漂浮式系統的控制與偏航也有一定的輔助作用。中空的立柱更具有結構可設計性，對不同環境的適應性更強。

技術領域

本發明涉及風力發電裝置領域，具體涉及一種浮式基礎及風機系統。

背景技術

截止2019年底，全球海上風機總裝機容量已達29.1GW，多布置在近海淺水。但隨著近海風資源開發將盡，海上風場建設必將延伸至深遠海。由于歐洲海上風場開發較早，目前已經全面開啟深遠海風場開發。對于這一海域，漂浮式風機是唯一的技術選擇形式。為此，歐洲早在15年前就開始較為深入的研制和小功率樣機工程。中國在這方面起步較晚，目前海上風場開發處于近海與遠海之間。為了布局后續幾年即將全面出現的深遠海風場，我國目前也在加速漂浮式風機的研制與樣機工作。從能源分布上看，海上風資源儲量豐富，主要分布于深遠海區域。例如，歐洲、美國、日本等國，超過80％的海上風資源位于水深超過60米的深水區域，我國也有類似的儲量情況。目前，全球范圍內已建成九個漂浮式樣機項目，其中六個項目安裝在歐洲，三個項目在亞洲，總容量為70MW。

現有典型的立柱式風機系統，基礎結構是一個圓柱形筒型結構，垂直樹立于海水，支撐上部的風機與塔架。現有的立柱式風機系統，整體結構形式簡單，便于建造。目前行業多采用一個大直徑圓柱形浮筒，即單立柱漂浮式基礎。風機系統通過錨鏈或纜繩等系泊結構，固定于海床。立柱式風機系統，上端通過塔架與風機機組相連。

現有的立柱式風機系統，結構形式簡單，便于建造等工藝，但在性能方面也存在一些不足。由于立柱結構在垂向尺度較大，加上高塔架，使得系統在垂直方向的尺度嚴重大于水平方向。這種結構上的特點直接導致系統的柔性增加，帶來一系列的安全隱患。如系統振動及其誘發的共振、水動力載荷與氣動載荷的耦合效應引發的立柱橫截面彎矩應力激增。為了最大程度降低這些系統問題，需要在基礎結構設計方面提出很高的要求。

同時，對于柱狀體結構，無論上部氣動風載荷，還是下部波浪載荷，都容易導致系統旋轉效應強烈，這對風機偏航系統的設計帶來難度。所以，對于立柱漂浮式風機，在保持其結構設計的優點同時，如何提升其桿件構件在氣動與波浪等復雜環境載荷作用下運動性能，成為提升系統穩定性與發電量的一個關鍵。

發明內容

本發明的目的在于提供一種浮式基礎及風機系統，目的在于克服傳統立柱在復雜氣動與波浪載荷作用下，容易出現急劇的升沉、旋轉運動所帶來的系統不穩定風險，以及由此引發的偏航控制問題。

為了達到上述目的，本發明采用的技術發明如下：

一種浮式基礎，包括：

具有容置空間的立柱，具有上端面、與所述立柱的上端面相對立的下端面以及連接所述立柱的上端面和所述立柱的下端面的側面，其中，所述立柱的上端面用于安裝風機組件；

當所述立柱漂浮于水中時，水自所述立柱的下端面進入所述容置空間內，位于所述容置空間內的水形成阻尼池。

進一步地，所述容置空間為貫通所述立柱的上端面和所述立柱的下端面的柱形腔體。

進一步地，所述容置空間內安裝有至少一阻尼網。

進一步地，所述立柱還包括環形的液壓艙，所述液壓艙用于填充液體，所述液體可在所述液壓艙內流動。

進一步地，所述立柱還包括位于所述液壓艙上的浮力艙，所述浮力艙用于提供浮力。

進一步地，所述立柱還包括位于所述液壓艙下的固壓艙，所述固壓艙用于填充固體以降低所述立柱的重心。