一种漂浮式风力发电平台的制作方法

本发明涉及海上风电，尤其涉及一种漂浮式风力发电平台。

背景技术：

1、漂浮式风力发电平台是一种在深远海工作的将风能转化为电能的新能源发电装置，适用于50米以上深度的水域。目前，海上的商业化漂浮式风力发电平台是基于陆地风力发电平台的设计经验改造而来，在结构上均为上风向风机和竖直塔筒的竖向连接结构，并通过风电机组的主动转动来实现对迎风方向的控制。这类商业化漂浮式风力发电平台的基础形式主要有单立柱式、三立柱式和四立柱式，其中，单立柱式仅适用于深水环境，适用性较差，三立柱式和四立柱式虽然技术成熟、适用性较好，但由于结构重量大、且主要为多点系泊，导致造价成本高昂。

2、且现有的漂浮式风力发电平台还存在以下问题：以三立柱半潜式风力发电平台为例，其设计为塔筒与三立柱平台基础中的一个立柱固定，针对风机和塔筒的增加而造成的不均匀载荷，通过配置调载装置保证系统稳性，使得塔筒保持垂直，并对结构进行加强，保证结构的强度和疲劳性能。

3、但随着风机功率增加，叶片长度也随之增大，为避免与竖直的塔筒发生碰撞，需要调整风机机头和水平面的夹角，使得叶片向上偏转一定角度，这种非水平的设计额外增加了弯矩，会产生一定的设备磨损，影响设备使用寿命，同时降低设备的发电效率。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种造价成本低、发电效率高的漂浮式风力发电平台。

2、本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供一种漂浮式风力发电平台，包括风机机组模块、浮体基础模块、转向调节模块和系泊模块，风机机组模块的下端倾斜延伸出多个上斜撑，多个上斜撑的自由端均与下方的浮体基础模块连接，且风机机组模块上的风机叶片与水平面垂直并位于多个上斜撑围构出的空间内，转向调节模块设置在浮体基础模块的底部，系泊模块的一端与浮体基础模块的底部连接，系泊模块的另一端与海底固定连接，风机机组模块、浮体基础模块和转向调节模块均与控制器信号连接。

4、优选地，风机机组模块还包括发电机机舱、转子、变压器和变流器，多个上斜撑与发电机机舱连接，转子设置在发电机机舱内，风机叶片与转子轴向连接，发电机机舱与变压器、变流器依次连接后接入风电场的电网中。

5、优选地，浮体基础模块包括多个内部中空的浮筒，多个浮筒呈环形排布，且每个浮筒的顶端均与一个上斜撑的自由端连接固定。

6、优选地，浮体基础模块还包括多个横撑，相邻两个浮筒均通过横撑连接固定。

7、优选地，浮筒内部间隔出多个相互独立的空腔。

8、优选地，转向调节模块包括推进装置和轴向回转装置，轴向回转装置垂直设置在浮筒的底部，轴向回转装置的下方连接推进装置，轴向回转装置和推进装置均与控制器信号连接。

9、优选地，推进装置包括螺旋桨和无级变速机，无级变速机水平设置在轴向回转装置的下方，螺旋桨轴向穿设在无级变速机的驱动轴上。

10、优选地，每个横撑的两侧分别倾斜设置有一个下斜撑，多个下斜撑的自由端同时与系泊模块连接。

11、优选地，系泊模块包括系泊链和锚，系泊链的一端同时与多个下斜撑的自由端连接，系泊链的另一端与固定在海底的锚连接。

12、优选地，系泊链远离锚的一端为球铰，多个下斜撑的自由端共同组成球槽，球铰可转动地设置在球槽内。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、本发明的漂浮式风力发电平台由多个上斜撑代替以往的单个直塔筒结构，倾斜设置的上斜撑的设计使得风机叶片有足够的空间以供弯曲，适用于各种尺度的风机叶片，不需要倾斜角度的风机叶片或使用预弯曲风机叶片来避免与塔筒的撞击，而风机叶片与水平面呈直角，有利于提高漂浮式风力发电平台的发电效率；同时，由于消除了塔筒等原平台的大部分结构，节省了大量材料成本，使漂浮式风力发电平台的造价成本较低。

技术特征：

1.一种漂浮式风力发电平台，其特征在于，包括风机机组模块（1）、浮体基础模块（2）、转向调节模块（3）和系泊模块（4），所述风机机组模块（1）的下端倾斜延伸出多个上斜撑（5），多个所述上斜撑（5）的自由端均与下方的所述浮体基础模块（2）连接，且所述风机机组模块（1）上的风机叶片（11）与水平面垂直并位于多个所述上斜撑（5）围构出的空间内，所述转向调节模块（3）设置在所述浮体基础模块（2）的底部，所述系泊模块（4）的一端与所述浮体基础模块（2）的底部连接，所述系泊模块（4）的另一端与海底（6）固定连接，所述风机机组模块（1）、所述浮体基础模块（2）和所述转向调节模块（3）均与控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述风机机组模块（1）还包括发电机机舱、转子（12）、变压器和变流器，多个所述上斜撑（5）与所述发电机机舱连接，所述转子（12）设置在所述发电机机舱内，所述风机叶片（11）与转子（12）轴向连接，所述发电机机舱与所述变压器、变流器依次连接后接入风电场的电网中。

3.根据权利要求1所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述浮体基础模块（2）包括多个内部中空的浮筒（21），多个所述浮筒（21）呈环形排布，且每个所述浮筒（21）的顶端均与一个所述上斜撑（5）的自由端连接固定。

4.根据权利要求3所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述浮体基础模块（2）还包括多个横撑（22），相邻两个所述浮筒（21）均通过横撑（22）连接固定。

5.根据权利要求3所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述浮筒（21）内部间隔出多个相互独立的空腔。

6.根据权利要求3所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述转向调节模块（3）包括推进装置（31）和轴向回转装置（32），所述轴向回转装置（32）垂直设置在所述浮筒（21）的底部，所述轴向回转装置（32）的下方连接所述推进装置（31），所述轴向回转装置（32）和所述推进装置（31）均与所述控制器信号连接。

7.根据权利要求6所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述推进装置（31）包括螺旋桨和无级变速机，所述无级变速机水平设置在所述轴向回转装置（32）的下方，所述螺旋桨轴向穿设在所述无级变速机的驱动轴上。

8.根据权利要求4所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，每个所述横撑（22）的两侧分别倾斜设置有一个下斜撑（8），多个所述下斜撑（8）的自由端同时与所述系泊模块（4）连接。

9.根据权利要求8所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述系泊模块（4）包括系泊链（41）和锚（42），所述系泊链（41）的一端同时与多个所述下斜撑（8）的自由端连接，所述系泊链（41）的另一端与固定在海底（6）的所述锚（42）连接。

10.根据权利要求9所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述系泊链（41）远离所述锚（42）的一端为球铰，多个所述下斜撑（8）的自由端共同组成球槽，所述球铰可转动地设置在所述球槽内。

技术总结
本发明涉及海上风电技术领域，尤其涉及一种漂浮式风力发电平台，包括风机机组模块、浮体基础模块、转向调节模块和系泊模块，风机机组模块的下端倾斜延伸出多个上斜撑，多个上斜撑的自由端均与下方的浮体基础模块连接，且风机机组模块上的风机叶片与水平面垂直并位于多个上斜撑围构出的空间内，转向调节模块设置在浮体基础模块的底部，系泊模块的一端与浮体基础模块的底部连接，系泊模块的另一端与海底固定连接，风机机组模块、浮体基础模块和转向调节模块均与控制器信号连接。该漂浮式风力发电平台的风机叶片与水平面呈直角，有利于提高发电效率；同时，由于消除了塔筒等原平台的大部分结构，节省了大量材料成本，使造价成本较低。

技术研发人员：祝庆斌,林琳,陆松柳,张洁,沈盼盼,闾泽洋,徐浩然
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13