一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础技术方案

本发明专利技术公开了一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础。级联式浮动基础包含漂浮结构和系泊索联接件。漂浮结构主要由过渡段及浮箱或者浮筒组成。漂浮结构的数量不少于2个。每个漂浮结构都与支撑结构联接，至少有1个漂浮结构位于叶轮的上风向或者下风向。系泊索联接件包含转动圈和固定圈，转动圈和固定圈可以发生相对转动。系泊索连接件固定圈与系泊索联接，系泊索联接件的转动圈与一个漂浮结构联接或者通过拉索与全部漂浮结构联接。级联式浮动基础利用分散布置的多个较小型的漂浮结构等效增加了基础的支撑能力，在保证浮动基础经济性的同时，大大降低了系统倾覆的风险。大大降低了系统倾覆的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础


[0001]本专利技术涉及一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础，属于风力发电


技术介绍

[0002]成本是全球风电发展的瓶颈问题，机组大型化（单机容量增加）是解决成本问题的最有效途径。海上风电项目的不断开展使得机组大型化成为了必然的发展趋势。随着机组容量的增加，传统的单叶轮风电机组的升级遇到的挑战越来越严峻，机组载荷急剧增加，超长、超重叶片和超大扭矩给机组中的各个部件（如变桨执行机构，支撑结构等等）的设计、生产制造和安装等带来了很多难题。
[0003]多叶轮风力发电系统是将多个风力发电单元安装在同一个支撑结构中实现风能到电能转换的新型风电装备。相比于传统单叶轮风电机组，多叶轮风力发电系统无需使用超长、超重的叶片，也避免了超大扭矩的出现，为海上风电机组大型化，降低机组开发成本提供了全新的可行途径。
[0004]多叶轮风力发电系统是一种特别适合海上大型超大型风电机组的技术。海上多叶轮风电系统的设计的关键环节之一，就是基础的支撑能力，避免在载荷的作用下整个系统出现倾覆。由于风力发电单元个数较多，支撑结构存在跨度大（大型超大型机组跨度可达几百米）的特点，基础不可能伴随支撑结构的尺寸加大而加大，否则整个系统的经济性会受到影响。
[0005]欧洲大型风电项目INNWIND的技术报告中涉及的包含45个风力发电单元的20MW多叶轮系统采用了浮动基础，但浮动基础与常规单叶轮机组的浮动基础形式类似，数量也只有一组。基础尺寸相对于支撑结构的跨度较小，整个系统展现出一种“头大身子小”的结构，工程可行性有待论证。
[0006]CN 109072877 A公开了一种可再生能源资源的驳船，巨大的船体上安装了多个风力发电单元。这种方案需要配合多叶轮风电系统生产一艘船舶，为了保证基础支撑的稳定性，船体的尺寸巨大，没有经济性非常低，产业化前景不明朗。
[0007]美国的William Heronemus在早期提出的浮动式多叶轮系统多采用了Spar式的技术方案（如EP1483502B1），同样是大尺度的支撑结构底部汇集到一个单点的基础上，支撑效果没有经过工程实践的验证。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础，以解决
技术介绍
中的至少一个技术问题。
[0009]为达上述目的，提供一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础，其特征是：级联式浮动基础包含漂浮结构和机械联接件；所述漂浮结构主要由过渡段及浮箱或者浮筒组成；所述漂浮结构的数量≥2个，所述漂浮结构之间通过所述机械连接件形成刚性联
接；多个叶轮固定在多叶轮风电系统的支撑结构上，所述每个漂浮结构都与所述支撑结构联接；位于全部所述叶轮的上风向或者下风向的所述漂浮结构的数量≥1个。
[0010]系泊索与所述漂浮结构联接，或者，与所述机械联接件联接；所述漂浮结构与所述支撑结构一起偏航。
[0011]在进一步的技术方案中，所述浮箱或浮筒部分或完全处于水面之下，所述过渡段在浮箱或者浮筒的上方。
[0012]在进一步的技术方案中，所述过渡段与所述多叶轮风电系统的支撑结构联接。
[0013]在进一步的技术方案中，所述漂浮结构设置有船用螺旋桨，所述船用螺旋桨的数量≥1个，每个所述船用螺旋桨通过电机驱动；在进一步的技术方案中，所述漂浮结构的全部所述螺旋桨都位于水面之下，所述漂浮结构的全部所述螺旋桨的旋转轴线近似共平面。
[0014]在进一步的技术方案中，采用第一种方式，所述系泊索通过所述系泊索连接件仅与一个所述漂浮结构联接。
[0015]在第一种方式的进一步的技术方案中，所述系泊索连接件固定圈与所述系泊索联接，同时所述系泊索联接件转动圈与一个所述漂浮结构联接。
[0016]在进一步的技术方案中，采用第二种方式，所述漂浮结构与所述系泊索联接件通过拉索联接。
[0017]在第二种方式的进一步的技术方案中，所述系泊索连接件固定圈与系泊索联接，同时所述系泊索联接件转动圈与所述拉索联接。
[0018]本专利技术的有益效果是：利用分散布置的多个较小型的漂浮结构增加多叶轮系统基础的支撑能力，将至少一个漂浮结构布置在叶轮的上风向或者下风向，更好的通过基础的浮力或者重力来抵抗来自于支撑结构的倾覆力矩，大大降低多叶轮系统受载后出现倾覆的可能性，同时避免了超大基础的出现，保证了基础的经济性。这种分散布置的级联式基础非常适用于海上大型超大型浮动式多叶轮系统。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例的一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础的示意图。
[0020]图2为本专利技术实施例的一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础中漂浮结构的放置位置示意图。
[0021]图3为本专利技术实施例的一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础与系泊索联接方法1的示意图。
[0022]图4为本专利技术实施例的一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础与系泊索联接方法2的示意图。
[0023]附图说明：1
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漂浮结构，2
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拉索，3
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过渡段，4
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浮箱，5
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叶轮，6
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支撑结构，7
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系泊索，8
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船用螺旋桨，9
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系泊索连接件, 10
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系泊索连接件转动圈，11
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第一种来风方向，12
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第二种来风方向，13
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第一组漂浮结构，14
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第二组漂浮结构, 15
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系泊索连接件固定圈。
[0024]值得注意的是上述附图是用于说明本专利技术的特征，并非旨在展示任何实际结构或
反映各种部件的尺寸，相对比例等等细节信息。为了更清楚的展示本专利技术的原理，并且为了避免不必要的细节使本专利技术的原理变得模糊，各图中示例已经经过简化处理。这些图示对于相关领域的技术人员在理解本专利技术时不会带来不便，而实际的多叶轮风电系统用级联式浮动基础可以包括更多的部件。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案更加清楚，下面结合本专利技术实施例的相关附图，对本专利技术实施例进行完整的描述。本专利描述的仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]如图1所示，一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础，其特征是：级联式浮动基础包含漂浮结构1和系泊索连接件9；漂浮结构1主要由过渡段3及浮箱4（圆柱形浮箱）组成。在一些实施例中，浮箱4也可以是浮筒，主要功能是为漂浮结构提供浮力。浮箱4可以是半潜式的也可以是压载仓式的，因此浮箱4可以部分或完全处于水面之下。过渡段3的下方与浮箱4联接，过渡段的上方与多叶轮风电系统的支撑结构6联接。多个叶轮5固定在支撑结构6上。
[0027]漂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础，其特征是：级联式浮动基础包含漂浮结构和系泊索联接件；所述漂浮结构主要由过渡段及浮箱或者浮筒组成；所述漂浮结构的数量≥2个；多个叶轮固定在多叶轮风电系统的支撑结构上，所述每个漂浮结构都与所述支撑结构联接；位于所述全部叶轮的上风向或者下风向的所述漂浮结构的数量≥1个；系泊索与系泊索连接件联接，所述漂浮结构与系泊索连接件联接；所述系泊索联接件包含转动圈和固定圈，转动圈和固定圈可以发生相对转动；所述漂浮结构与所述支撑结构一起偏航。2.根据权利要求1所述的一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础，其特征是：所述浮箱或浮筒部分或完全处于水面之下，所述过渡段在浮箱或者浮筒的上方。3.根据权利要求1所述的一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础，其特征是：所述过渡段与所述多叶轮风电系统的支撑结构联接。4.根据权利要求1所述的一种多叶轮风电系统用级联式浮动基础，其特征是：所述系泊索通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔逸南，崔新维，
申请(专利权)人：苏州新三力风电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：