重力式减摇漂浮式基础及海上风电机组的制作方法

本发明涉及海上风电，具体涉及一种重力式减摇漂浮式基础及海上风电机组。

背景技术：

1、风能是一种可再生的清洁能源，且风能资源极其丰富，是比较理想的新能源之一。我国有着广阔的海洋空间和丰富的海上风能资源，具有良好的风电市场和巨大资源潜力，随着近岸、浅水风资源开发趋于饱和，深远海将是未来海上风电发展的必然趋势。但是随着水深的增加，固定式基础的成本明显增高，于是漂浮式基础便成为最佳选择。相关技术中，漂浮式基础在使用过程中，容易受海上风、浪和流作用发生较大的横摇和纵摇，导致漂浮式基础的稳定性较差，严重影响海上风电机组的正常运行。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种重力式减摇漂浮式基础，可以大大提高了漂浮基础的工作稳定性，使得海上风电机组能够安全正常稳定运行，本发明的实施例还提出一种海上风电机组，使得海上风电机组能够安全正常稳定运行。

2、本发明实施例的重力式减摇漂浮式基础包括漂浮基础、第一减摇水舱和第二减摇水舱，所述第一减摇水舱与所述漂浮基础相连，所述第一减摇水舱包括第一水舱、第二水舱和第一连通管，所述第一水舱和所述第二水舱在第一水平方向上间隔布置，所述第一连通管沿所述第一水平方向延伸且两端分别与所述第一水舱和所述第二水舱连通；

3、所述第二减摇水舱与所述漂浮基础相连，所述第二减摇水舱包括第三水舱、第四水舱和第二连通管，所述第三水舱和所述第四水舱在第二水平方向上间隔布置，所述第二连通管沿所述第二水平方向延伸且两端分别与所述第三水舱和所述第四水舱连通；

4、其中，所述第一连通管上和所述第二连通管上均设有重力闸，所述重力闸用于调节所述第一连通管和所述第二连通管的通流截面积，所述第一水平方向垂直于所述第二水平方向。

5、在一些实施例中，所述第一连通管与所述第二连通管呈十字相交并在相交位置连通，所述第一连通管与所述第二连通管共用一个所述重力闸，所述重力闸设在所述第一连通管与所述第二连通管的十字相交位置。

6、在一些实施例中，所述第一连通管与所述第二连通管相交位置的顶部具有开孔，所述重力闸包括闸门和液压杆，所述闸门在竖直方向上可滑动地与所述开孔的孔壁配合，所述液压杆设在所述第一连通管与所述第二连通管相交位置的内部并与所述闸门相连，以调节所述闸门在竖直方向上的位置。

7、在一些实施例中，所述第一连通管与所述第二连通管的横截面的内周轮廓相同，且所述第一连通管与所述第二连通管的底端平齐。

8、在一些实施例中，所述漂浮基础包括多个漂浮舱，所述第一水舱、所述第二水舱、所述第三水舱和所述第四水舱中的每一者与至少一个所述漂浮舱相连，所述第一减摇水舱、所述第二减摇水舱和所述漂浮舱呈田字形布置。

9、在一些实施例中，所述第一水舱、所述第二水舱、所述第三水舱和所述第四水舱中的每一者与所述第一连通管和所述第二连通管中每一者的底端平齐，所述第一水舱、所述第二水舱、所述第三水舱和所述第四水舱内的高度均相同且为h，所述第一连通管和所述第二连通管的高度均为h1，其中h1与h的比值为0.1-0.3。

10、在一些实施例中，所述闸门具有全开状态和全关状态，在所述全开状态，所述第一连通管和所述第二连通管的通流截面积最大，在所述全关状态，所述第一连通管和所述第二连通管的通流截面积最小且所述闸门与所述第一连通管和所述第二连通管的内底壁之间的距离均为h2，其中h2与h1的比值为0.2-1。

11、在一些实施例中，所述漂浮基础上设有第一倾角仪，所述第一倾角仪用于监测所述漂浮基础在所述第一水平方向上发生横摇时的倾角；和/或

12、所述漂浮基础上设有第二倾角仪，所述第二倾角仪用于监测所述漂浮基础在所述第二水平方向上发生纵摇时的倾角。

13、在一些实施例中，所述第一水舱和所述第二水舱内均设有第一液面传感器，所述第一液面传感器用于监测所述第一水舱和所述第二水舱内的液位高度；和/或

14、所述第三水舱和所述第四水舱内均设有第二液面传感器，所述第二液面传感器用于监测所述第三水舱和所述第四水舱内的液位高度。

15、本发明实施例的海上风电机组包括漂浮式基础和多个风力发电机，所述漂浮式基础为上述任一实施例中所述的重力式减摇漂浮式基础；多个所述风力发电机以所述漂浮式基础的中心为对称中心分布在所述漂浮式基础上。

16、本发明实施例的重力式减摇漂浮式基础发生横摇时，通过控制第一连通管上的重力闸的开度，来使第一减摇水舱内的水的振荡周期适配漂浮基础的的横摇周期并产生相位差，以实现漂浮基础在横摇时的最佳被动减摇效果。当本发明实施例的重力式减摇漂浮式基础发生纵摇时，通过控制第二连通管上的重力闸的开度，来使第二减摇水舱内的水的振荡周期适配漂浮基础的的横摇周期并产生相位差，以实现漂浮基础在纵摇时的最佳被动减摇效果。由此，本发明实施例的重力式减摇漂浮式基础在发生横摇或者纵摇时，可以避免漂浮基础发生横摇或纵摇时因倾角过大而导致倾覆的风险，大大提高了漂浮基础的工作稳定性，使得海上风电机组能够安全正常稳定运行。另外，还不需要海上风电机组太多能量，即可实现减摇效果，且启动费用低，可靠性高，日常维护费用低。

技术特征：

1.一种重力式减摇漂浮式基础，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的重力式减摇漂浮式基础，其特征在于，所述第一连通管(203)与所述第二连通管(303)呈十字相交并在相交位置连通，所述第一连通管(203)与所述第二连通管(303)共用一个所述重力闸(4)，所述重力闸(4)设在所述第一连通管(203)与所述第二连通管(303)的十字相交位置。

3.根据权利要求2所述的重力式减摇漂浮式基础，其特征在于，所述第一连通管(203)与所述第二连通管(303)相交位置的顶部具有开孔，所述重力闸(4)包括闸门(401)和液压杆(402)，所述闸门(401)在竖直方向上可滑动地与所述开孔的孔壁配合，所述液压杆(402)设在所述第一连通管(203)与所述第二连通管(303)相交位置的内部并与所述闸门(401)相连，以调节所述闸门(401)在竖直方向上的位置。

4.根据权利要求3所述的重力式减摇漂浮式基础，其特征在于，所述第一连通管(203)与所述第二连通管(303)的横截面的内周轮廓相同，且所述第一连通管(203)与所述第二连通管(303)的底端平齐。

5.根据权利要求4所述的重力式减摇漂浮式基础，其特征在于，所述漂浮基础(1)包括多个漂浮舱，所述第一水舱(201)、所述第二水舱(202)、所述第三水舱(301)和所述第四水舱(302)中的每一者与至少一个所述漂浮舱相连，所述第一减摇水舱(2)、所述第二减摇水舱(3)和所述漂浮舱呈田字形布置。

6.根据权利要求5所述的重力式减摇漂浮式基础，其特征在于，所述第一水舱(201)、所述第二水舱(202)、所述第三水舱(301)和所述第四水舱(302)中的每一者与所述第一连通管(203)和所述第二连通管(303)中每一者的底端平齐，所述第一水舱(201)、所述第二水舱(202)、所述第三水舱(301)和所述第四水舱(302)内的高度均相同且为h，所述第一连通管(203)和所述第二连通管(303)的高度均为h1，其中h1与h的比值为0.1-0.3。

7.根据权利要求6所述的重力式减摇漂浮式基础，其特征在于，所述闸门(401)具有全开状态和全关状态，在所述全开状态，所述第一连通管(203)和所述第二连通管(303)的通流截面积最大，在所述全关状态，所述第一连通管(203)和所述第二连通管(303)的通流截面积最小且所述闸门(401)与所述第一连通管(203)和所述第二连通管(303)的内底壁之间的距离均为h2，其中h2与h1的比值为0.2-1。

8.根据权利要求1所述的重力式减摇漂浮式基础，其特征在于，所述漂浮基础(1)上设有第一倾角仪(5)，所述第一倾角仪(5)用于监测所述漂浮基础(1)在所述第一水平方向上的倾角；和/或

9.根据权利要求1所述的重力式减摇漂浮式基础，其特征在于，所述第一水舱(201)和所述第二水舱(202)内均设有第一液面传感器(6)，所述第一液面传感器(6)用于监测所述第一水舱(201)和所述第二水舱(202)内的液位高度；和/或

10.一种海上风电机组，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种重力式减摇漂浮式基础和海上风力发电机组，所述重力式减摇漂浮式基础包括漂浮基础、第一减摇水舱和第二减摇水舱，所述第一减摇水舱包括第一水舱、第二水舱和第一连通管，所述第一水舱和所述第二水舱在第一水平方向上间隔布置，所述第二减摇水舱包括第三水舱、第四水舱和第二连通管，所述第三水舱和所述第四水舱在第二水平方向上间隔布置，其中，所述第一连通管上和所述第二连通管上均设有重力闸，用于调节所述第一连通管和所述第二连通管的通流截面积。本发明的重力式减摇漂浮式基础在发生横摇或者纵摇时，可以避免因倾角过大而导致倾覆的风险，大大提高了漂浮基础的工作稳定性，使得海上风电机组能够安全正常稳定运行。

技术研发人员：周昳鸣,李卫东,陈建军,刘瑞超,雷宇,冯雪娇
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16