一种桁架式海上漂浮风电平台的制作方法

本实用新型涉及海上风电技术领域，特别涉及一种桁架式海上漂浮风电平台。

背景技术：

海上漂浮风电平台是用于依靠风力进行发电的平台，现有漂浮风电平台通常采用陆上或海上固定式风电结构，其采用主动偏航系统使得风电机组对准风向。但是，由于主动偏航系统的存在，风机舱及风电机组需要环绕塔桶做360°旋转，故采用体积小，刚性较差的圆柱形或圆锥形塔桶结构。由于采用上述结构，为达到风电平台的刚性需求，必须采用加大塔桶的直径及加厚塔桶壁厚度的方式，从而造成塔桶重量大，制造运输、安装难度提高，其成本提高，经济性差。现有的2兆瓦风机叶片直径可达80m，相对应的基座重量可达1200吨，这大大增加了建设成本，降低了漂浮风电站的投入产出比。此外，为了对抗风浪带来的负载及满足风电机构对塔桶稳定性的要求，风电平台需要增加重量，增加浮力，加强锚系锚力等方式，导致制造、安装、运输等成本上升。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种被动式偏航，刚性强，力臂长，重量轻，稳定性好的桁架式海上漂浮风电平台。

具体技术方案如下：一种桁架式海上漂浮风电平台，包括塔架，风电机组，浮体，导风板和锚泊系统，所述塔架为桁架结构，塔架包括立柱和底座，立柱垂直于底座，塔架尺寸由底座向顶部递减，所述风电机组设置在立柱顶部，导风板设置在塔架上，导风板平面与风电机组的风机轴平行，导风板至少有一块，浮体设置在底座上，所述锚泊系统与浮体连接，浮体包括主浮体，主浮体设置在立柱下方。

以下为本实用新型的附属技术方案。

作为优选方案，所述塔架包括第一支撑杆和第二支撑杆，第一支撑杆两端分别连接立柱与底座，第二支撑杆两端分别连接立柱与底座，第一支撑杆和第二支撑杆对称设置。

作为优选方案，所述塔架包括横杆和连接杆，横杆设置在立柱和第一支撑杆之间，横杆设置在立柱和第二支撑杆之间，横杆设置在第一支撑杆和第二支撑杆之间，所述连接杆设置在横杆之间。

作为优选方案，所述塔架为三棱锥形。

作为优选方案，所述塔架的背面为弧面。

作为优选方案，所述浮体包括副浮体，所述底座为三角形，立柱设置在三角形底座的一个端角部，副浮体设置在三角形底座的另外两个端角部。

作为优选方案，所述浮体中设有压载水。

作为优选方案，桁架式海上漂浮风电平台包括防垂荡板，防垂荡板设置在浮体下方，防垂荡板水平设置。

作为优选方案，所述锚泊系统包括锚体和连接组件，浮体通过连接组件和锚体连接。

作为优选方案，所述连接组件包括缆线，缆线与浮体连接。

本实用新型的技术效果：本实用新型的桁架式海上漂浮风电平台通过采用导风板，能够实现被动式偏航，使得风机舱和风电机组不需要围绕塔架做360°旋转，使力臂长，刚性强，重量轻的桁架结构得以应用，并能够在桁架结构上直接安装浮体，整个风电平台结构受力比现有技术更合理；其重量轻，吃水浅，易制造，易安装，易维护，材料少，经济性较好。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种桁架式海上漂浮风电平台的示意图。

图2是本实用新型实施例的一种桁架式海上漂浮风电平台的俯视图。

图3是本实用新型实施例的一种桁架式海上漂浮风电平台的立体图。

图4是本实用新型实施例的锚泊系统的第一种实施方式的示意图。

图5是本实用新型实施例的锚泊系统的第二种实施方式的示意图。

图6是本实用新型实施例的锚泊系统的第三种实施方式的示意图。

图7是本实用新型实施例的锚泊系统的第四种实施方式的示意图。

图8是本实用新型实施例的锚泊系统的第五种实施方式的示意图。

具体实施方式

下面，结合实例对本实用新型的实质性特点和优势作进一步的说明，但本实用新型并不局限于所列的实施例。

如图1至图8所示，本实施例的一种桁架式海上漂浮风电平台包括塔架1，风电机组2，浮体3，导风板4和锚泊系统5，所述塔架1为桁架结构，塔架1包括立柱11和底座12，立柱11垂直于底座12，塔架1尺寸由底座向顶部递减。所述风电机组2设置在立柱11顶部，导风板4设置在塔架1上，导风板平面与风电机组的风机轴平行，导风板至少有一块，浮体3设置在底座上，所述锚泊系统5与浮体连接，浮体3包括主浮体31，主浮体31设置在立柱11下方。

上述技术方案中，塔架采用桁架结构，刚度大，经济性好，自身重量轻，底座跨度大，抗弯性好，运输及吊装方便，制造简单，防倾覆的力臂长，力矩大；塔架与底座构成一体，重量轻，省料、省工，平衡性能好。

通过利用尾翼式导风板产生的偏转力矩，带动整个平台旋转，使风电机组对准来风方向。通过将主动式偏航系统变为被动式偏航系统，风机舱及风电机组不需要围绕塔架做360°旋转，通过导风板导向，简化偏航结构，增加使用可靠性，降低运行维修成本；能够降低风机舱重量，使重心下移，机舱结构稳定性高，降低制造成本。本实施例中所述塔架可采用索桁架结构。当导风板有多块时，导风板相互平行。

本实施例中，所述塔架1包括第一支撑杆13和第二支撑杆14，第一支撑杆13两端分别连接立柱11与底座12，第二支撑杆13两端分别连接立柱11与底座12，第一支撑杆和第二支撑杆对称设置。所述塔架1包括横杆15和连接杆16，横杆15设置在立柱11和第一支撑杆13之间，横杆15设置在立柱11和第二支撑杆14之间，横杆设置在第一支撑杆和第二支撑杆之间，所述连接杆16设置在横杆之间。通过上述技术方案，能够增强塔架的刚度，提升结构稳定性，降低重量。本实施例中个，连接杆16交错设置。

本实施例中，所述塔架1为三棱锥形，立柱11两侧的斜面为直角三角形，塔架的背面为三角形，从而能够使塔架更平稳，抗弯性更强。

作为一种实施方式，塔架1的背面可设置为弧面，从而能够在保证塔架刚度情况下进一步减小塔架的用料和重量，降低制造成本。

本实施例中，所述浮体3包括副浮体32，所述底座12为三角形，立柱11设置在三角形底座的一个端角部121，副浮体设置在三角形底座的另外两个端角部122。通过上述技术方案，使得主浮体和副浮体能够平稳支撑塔架。

本实施例中，所述浮体3中设有压载水，通过采用半潜式浮体，浮体惯性大，初稳性好，水线面小，水动力性能好。

本实施例中，桁架式海上漂浮风电平台包括防垂荡板6，防垂荡板6设置在浮体下方，防垂荡板水平设置。防垂荡板能够减小浮体在海面上的上下晃动，从而提升平台的稳定性。

本实施例中，所述锚泊系统5包括锚体51和连接组件52，浮体3通过连接组件52和锚体51连接，锚体固定在海底，从而通过连接组件使塔架不会飘走。

本实施例中，所述连接组件52包括缆线521，缆线与浮体3连接，通过缆线能够使塔架环绕锚体转动。

作为一种实施方式，如图4所示，锚泊系统可采用内转塔式单点系泊，缆线可以是悬垂链，通过悬垂链直接连接主浮体和锚体，使得塔架能够转动，改变风电机组朝向。

作为一种实施方式，如图5所示，锚泊系统可采用外转塔式单点系泊，连接组件52包括锚泊浮体522，锚泊浮体522与塔架1连接，悬垂链将锚泊浮体与锚体连接，同样能够实现塔架转动。

作为一种实施方式，如图6所示，锚泊系统可采用单锚腿式单点系泊，连接组件52包括锚泊浮体522，锚泊浮体522设有定滑轮523，缆线一端固定在锚体上，另一端通过定滑轮与主浮体连接，从而实现塔架的系泊。

作为一种实施方式，如图7所示，锚泊系统可采用带缓冲张紧式系泊，连接组件52包括锚泊浮体522，多根缆线连接锚泊浮体，主浮体和锚体，使得缆绳张紧，从而使锚泊系统具有缓冲能力。

作为一种实施方式，如图8所示，锚泊系统可采用直接张紧式系泊，缆线521张紧连接锚体51和主浮体3。

本实施例的桁架式海上漂浮风电平台包括电力滑环，电力滑环的作用是电力中继及防止电缆因平台旋转而产生扭结，现有技术中电力滑环设置在风机舱中，本实施例中，电力滑环设置在锚泊系统中，电缆7通过电力滑环与导电线8连接。如图7所示，本实施例中，锚泊系统包括中继浮体9，电力滑环设置在中继浮体上，从而使电缆与导电线通过电力滑环连接，导电线通向岸上电网，电力滑环为现有发电领域常用部件，不再赘述。

本实施例的桁架式海上漂浮风电平台通过采用导风板，使得风机舱和风电机组不需要围绕塔架做360°旋转，使力臂长，刚性强，重量轻的桁架结构得以应用，并能够在桁架结构上直接安装浮体，整个风电平台结构受力比现有技术更合理；其重量轻，吃水浅，易制造，易安装，易维护，材料少，经济性较好。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。