[發明專利]一種單柱漂浮式海上綜合電力平臺

在審

• 申請號: 202111033195.6
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號: CN113586318A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 楊劍;田仲偉;李晴;鄭建濤;王紹民;鄭建敏;魏守成
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能（福建）能源開發有限公司
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14;F03B13/24;F03B11/04;F03B15/00;F03D9/25;F03D13/25;F03D7/00;B63B35/44
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明提供了一種單柱漂浮式海上綜合電力平臺，包括單柱式浮子；單柱式浮子與海上發電風機的塔筒連接，塔筒內設置控制系統；單柱浮子具有鏤空連接的上下兩部分，上部分中空以設置波浪能發電系統，下部分外部連接系泊系統和平衡系統；平衡系統包括若干翼片和若干減搖鰭，翼片和減搖鰭均勻布置在單柱式浮子下部分外壁；翼片豎向與下部分外壁鉸接；減搖鰭位于單柱式浮子外部，每個所述減搖鰭鉸接有連接桿，連接桿通過浮子側面開孔進入單柱式浮子下部分內部，連接桿與一圓盤鉸接，圓盤圍繞圓心轉動。本發明由于振蕩水柱式波浪能發電裝置有阻尼作用，在同等浪高環境下，本發明的穩定性強于一般的單柱漂浮式風電平臺。

技術領域

本發明涉及海上風電和海洋波浪能發電技術領域，具體涉及一種單柱漂浮式海上綜合電力平臺。

背景技術

海上風電場選址處于風資源集中海域，風速快，又因為波浪本身來自于風力，所以海上風電場同時也是波浪能資源富集的場所。把海上風電的開發同波浪能資源的利用結合在一起，可以有效地擴充海上電廠的發電能力，提高海上電廠的整體經濟性。

采用浮式基礎的海上風電裝置，可以利用較深海域的風浪資源。其中單柱漂浮式海上風電裝置結構簡單，易于制造和維護，但一來浮式基礎容易受海浪影響，需要采取設計和工程措施增強其穩定性。二來與其他漂浮式海上風電平臺相比，單柱漂浮式風機沒有平臺結構來平衡波浪沖擊的力矩，原理上比較像不倒翁，雖然不容易被風浪掀倒，但搖擺幅度很大，更不穩定。

發明內容

為了提高單柱漂浮式海上風機的穩定性和綜合利用效率，本發明的目的在于提供一種單柱漂浮式海上綜合電力平臺，該裝置除了滿足海上風電需求外，還可以利用附近的波浪能發電。而且由于振蕩水柱式波浪能發電裝置有阻尼作用，在同等浪高環境下，本發明的穩定性強于一般的單柱漂浮式風電平臺。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種單柱漂浮式海上綜合電力裝置，包括海上發電風機和單柱式浮子、波浪能發電系統、外部系泊系統、控制系統和平衡系統；

所述單柱式浮子與海上發電風機的塔筒連接，塔筒內設置所述控制系統；控制系統與波浪能發電系統、海上發電風機電連接；所述單柱浮子具有鏤空連接的上下兩部分，上部分中空以設置所述波浪能發電系統，下部分外部連接系泊系統和平衡系統；

所述平衡系統包括若干翼片和若干減搖鰭，翼片和減搖鰭均勻布置在所述單柱式浮子下部分外壁；所述翼片豎向與下部分外壁鉸接；

每個所述減搖鰭鉸接有連接桿，連接桿通過浮子側面開孔進入單柱式浮子下部分內部，連接桿與一圓盤鉸接，圓盤圍繞圓心轉動。

可選的，所述減搖鰭為矩形片材，豎向截面為橢圓形，所述減搖鰭主體面與單柱式浮子軸向垂直。

可選的，若干所述減搖鰭位于單柱式浮子外部的同一水平面上。

可選的，所述翼片為四邊形結構，四邊形結構的一條邊與單柱式浮子下部分外壁鉸接，四邊形結構的最小銳角設置在下端外側。

可選的，所述波浪能發電裝置為振蕩式波浪能發電裝置。

可選的，所述振蕩式波浪能發電裝置包括空腔、進出氣口、上氣管、下氣管、單向閥門、渦輪和發電機；空腔被水面分為上下兩部分，空腔從中部開始向上逐漸收窄，空腔頂端與進出氣口連通，進出氣口分別與上氣管、下氣管連通，上氣管和下氣管之間設有渦輪，上氣管和下氣管內氣體分別往復運動轉化以驅動渦輪同向轉動，上氣管和下氣管均設置有單向閥門，渦輪通過轉軸連接發電機。

可選的，所述控制系統包括計算機、控制板卡、渦輪、發電機、逆變器和電網，計算機通過控制板卡控制渦輪、發電機，發電機的電流通過逆變器和電網并網。

可選的，所述單柱式浮子為圓柱體浮子。

可選的，所述翼片設置在減搖鰭和外部系泊系統之間。