【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于振动控制相关，更具体地，涉及一种多频率自适应减振的漂浮平台及海上风电系统。
技术介绍
1、在风力发电领域，随着风电技术的不断开发，近海风电未来必不能满足可再生能源发展的需求，随着理论知识的不断完善和建造技术的逐步发展，人们开始探索更深更远的海域，以求获取更大海域范围内的风能资源，未来海上风电发展必将由浅海转入深海。传统的固定式基础由于成本太高，并且在深海环境中稳定性得不到保证而无法使用。而漂浮式基础适用水深为60m以上，因此，漂浮式基础未来必将成为深海风电开发的最佳选择。
2、漂浮式风力机平台根据其获取静态稳定性的不同可分为4种基本类型：浮柱式(spar)平台、张力腿(tlp)平台、半潜式(semi)平台、驳船式(barge)平台。其中驳船式漂浮平台相比于其他3种有明显优势，其一是barge平台可被简化为没有重量的浮箱，其较大的水面积矩可提供足够的恢复力矩，足以保证整个平台系统在各种海况下不倾覆，稳定性好；其二是就目前的制造水平而言，barge平台单位重量成本最低，结构相对简单，而且由于较为成熟的造船技术，也可进一步降低制造成本。
3、然而，漂浮式风机相比陆上风机和海上定桩式风机存在更多的技术难题，一是在海洋环境中，同时受到风、浪、流等环境荷载的作用，运动将以浮式平台和风机的整体刚性位移为主，而不再是风机结构内部的振动；二是波浪和洋流作用，使得海上漂浮式风机浮式平台产生纵摇和横摇运动，从而导致风力机入流风速波动比较大，气动荷载明显加大，引起发电机和机舱较大的简谐振动响应，对海上风电场的整体输
4、对于海上浮式风机平台的振动控制研究主要有主动控制和被动控制两种方法，考虑到海上风机复杂的荷载环境以及多方向频率振动特性，采用主动控制技术需要大量公式推导以及仿真研究，费时费力，且对于实际工程实用性较差。而现有的被动控制技术，对于驳船式海上漂浮式风机平台的减振研究，通常选择在机舱安装tmd系统进行动力响应分析，但是机舱尺寸有限，tmd质量过大，不便于安装调整，严重限制了其减振效果；且对于tmd采用单一的质量和阻尼系数，只能控制单一方向的振动频率，如要控制多个方向的频率，则tmd数量和成本会大大增加，显然对于海上风机漂浮平台的复杂运动并不适用，对于实际工程项目实用性较差；同时，tmd的振动控制频域相对较窄，对结构自振频率相对敏感，即自振频率必须被控结构频率一致，才能达到最好效果，故仅能对单一频率进行减振控制，而漂浮式平台在风、浪、流联合荷载作用下的运动频率是多种多样的，需要扩大减振频率范围以达到对漂浮式平台宽频广域的减振效果。
5、现有对于海上漂浮平台的振动控制方法存在结构复杂、不便于安装、不能适用漂浮平台多方向以及多频率复杂振动、实用性较差的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种多频率自适应减振的漂浮平台及海上风电系统，解决了现有对于海上漂浮平台的振动控制方法存在结构复杂、不便于安装、不能适用漂浮平台多方向以及多频率复杂振动、实用性较差的问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种多频率自适应减振的漂浮平台，其特征在于，包括平台本体，所述平台本体的内部空间通过隔板分隔形成多个相互独立的隔间，所述隔间用于容纳水以形成tld进而通过水的晃动实现对所述平台本体的减振效果，且多个所述隔间形成有多阶tld，不同阶tld对应的所述隔间中水的设置参数不同，多阶tld对应所述平台本体的多阶振动频率。
3、根据本专利技术提供的多频率自适应减振的漂浮平台，多个所述隔间包括第一隔间和第二隔间，所述第一隔间中水的设置参数使得水的晃动频率与所述平台本体的一阶振动频率相适应，所述第二隔间中水的设置参数使得水的晃动频率与所述平台本体的二阶振动频率相适应。
4、根据本专利技术提供的多频率自适应减振的漂浮平台，沿所述平台本体的周向设置多个所述第一隔间，多个所述第一隔间关于所述平台本体的中心呈对称分布；沿所述平台本体的周向设置多个所述第二隔间，多个所述第二隔间关于所述平台本体的中心呈对称分布。
5、根据本专利技术提供的多频率自适应减振的漂浮平台，所述平台本体呈中心对称的环状中空结构，所述平台本体具有四个侧边；
6、所述平台本体的四角部位设为所述第一隔间或所述第二隔间，相应的，所述平台本体每个侧边的中间部位设为所述第二隔间或所述第一隔间；
7、或者，所述平台本体的每个侧边均设有三个所述隔间，所述平台本体每个侧边的三个所述隔间中位于两侧的所述隔间设为所述第一隔间或所述第二隔间，相应的，所述平台本体每个侧边的三个所述隔间中位于中间的所述隔间设为所述第二隔间或所述第一隔间。
8、根据本专利技术提供的多频率自适应减振的漂浮平台，所述第一隔间和所述第二隔间分别设为矩形区域，所述第一隔间中水的水深比为0.15-0.2，所述第一隔间中水的总质量与所述平台本体的质量之比为1％-4％；所述第二隔间中水的水深比为0.2-0.3，所述第二隔间中水的总质量与所述平台本体的质量之比为1％-4％；其中，水深比为水的深度与对应的所述隔间沿振动方向的长度之比。
9、根据本专利技术提供的多频率自适应减振的漂浮平台，所述第一隔间和所述第二隔间分别设为矩形区域，所述第一隔间和所述第二隔间中水的深度通过以下方式计算获取：
10、
11、其中，ωn为所述平台本体的第n阶振动频率；g为重力加速度，取9.8m/s2；h为所述隔间中水的深度；l为所述隔间沿振动方向的长度。
12、根据本专利技术提供的多频率自适应减振的漂浮平台，所述第一隔间和所述第二隔间的内部还设有阻尼结构，所述阻尼结构包括格栅、挡板以及柱子中的至少一种。
13、根据本专利技术提供的多频率自适应减振的漂浮平台，所述第一隔间和所述第二隔间分别设为矩形区域，所述第一隔间和所述第二隔间中所述阻尼结构的等效阻尼系数通过以下方式计算获取：
14、
15、
16、
17、其中，表示所述隔间底部外加激励的加速度；t表示时间；xr表示所述隔间内部的水相对于所述隔间的位移；meq表示所述隔间内部水的等效质量；ceq表示所述阻尼结构的等效阻尼系数；keq表示所述隔间形成的tld的等效刚度；ρ为水密度；l、b为所述隔间沿振动方向的长度、宽度；g为重力加速度；h为所述隔间中水的深度。
18、根据本专利技术提供的多频率自适应减振的漂浮平台，所述阻尼结构为带孔挡板，所述带孔挡板的设置参数通过以下方式计算获取：
19、
20、
21、
22、
23、
24、
25、cc＝0.405e-πs+0.595；
26、
27、
28、其中，ωn为所述平台本体的第n阶振动频率；为所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多频率自适应减振的漂浮平台，其特征在于，包括平台本体，所述平台本体的内部空间通过隔板分隔形成多个相互独立的隔间，所述隔间用于容纳水以形成TLD进而通过水的晃动实现对所述平台本体的减振效果，且多个所述隔间形成有多阶TLD，不同阶TLD对应的所述隔间中水的设置参数不同，多阶TLD对应所述平台本体的多阶振动频率。
2.如权利要求1所述的多频率自适应减振的漂浮平台，其特征在于，多个所述隔间包括第一隔间和第二隔间，所述第一隔间中水的设置参数使得水的晃动频率与所述平台本体的一阶振动频率相适应，所述第二隔间中水的设置参数使得水的晃动频率与所述平台本体的二阶振动频率相适应。
3.如权利要求2所述的多频率自适应减振的漂浮平台，其特征在于，沿所述平台本体的周向设置多个所述第一隔间，多个所述第一隔间关于所述平台本体的中心呈对称分布；沿所述平台本体的周向设置多个所述第二隔间，多个所述第二隔间关于所述平台本体的中心呈对称分布。
4.如权利要求3所述的多频率自适应减振的漂浮平台，其特征在于，所述平台本体呈中心对称的环状中空结构，所述平台本体具有四个侧边；
<...【技术特征摘要】
1.一种多频率自适应减振的漂浮平台，其特征在于，包括平台本体，所述平台本体的内部空间通过隔板分隔形成多个相互独立的隔间，所述隔间用于容纳水以形成tld进而通过水的晃动实现对所述平台本体的减振效果，且多个所述隔间形成有多阶tld，不同阶tld对应的所述隔间中水的设置参数不同，多阶tld对应所述平台本体的多阶振动频率。
2.如权利要求1所述的多频率自适应减振的漂浮平台，其特征在于，多个所述隔间包括第一隔间和第二隔间，所述第一隔间中水的设置参数使得水的晃动频率与所述平台本体的一阶振动频率相适应，所述第二隔间中水的设置参数使得水的晃动频率与所述平台本体的二阶振动频率相适应。
3.如权利要求2所述的多频率自适应减振的漂浮平台，其特征在于，沿所述平台本体的周向设置多个所述第一隔间，多个所述第一隔间关于所述平台本体的中心呈对称分布；沿所述平台本体的周向设置多个所述第二隔间，多个所述第二隔间关于所述平台本体的中心呈对称分布。
4.如权利要求3所述的多频率自适应减振的漂浮平台，其特征在于，所述平台本体呈中心对称的环状中空结构，所述平台本体具有四个侧边；
5.如权利要求2所述的多频率自适应减振的漂浮平台，其特征在于，所述第一隔间和所述第二隔间分别设为矩形区域，所述第一隔间中...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。