[发明专利]水面漂浮式光伏电站锚固系统设计方法

权利要求书

1.水面漂浮式光伏电站锚固系统设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)根据项目所在地，搜集与项目相关的气象水文及地质勘测资料；

2)根据水面光伏电站规模、气象水文资料，初步确定锚固单元大小及每边的锚固点数量；具体步骤包括：

2A)根据水面光伏电站规模，综合逆变器功率、箱式变压器容量，结合工程实践经验确定基本单元大小；

2B)根据所述基本单元大小以及气象水文资料，通过风、浪、流计算公式初步估算基本单元在不同方向上的风力、波浪力及水流力，并计算不同方向的合力大小；

2C)根据所述基本单元大小及不同方向的合力大小，根据耳板受力极限并考虑变压器容量，确定锚固单元大小及锚固单元每边的锚固点数量；

3)根据初步确定的锚固单元大小及每边的锚固点数量，建立水动力学模型，采用水动力学软件模拟风浪流情况下锚绳系泊力情况，得到锚固单元的系泊力及波浪力；

4)根据步骤3)计算出的所述系泊力以及波浪力，根据国家标准并进行阵列内部强度校核，若强度满足要求，则进入步骤5)，否则返回步骤2)；

5)根据所述系泊力计算结果，进行钢支架设计、锚绳设计和锚块的设计，同时进行强度校核；

6)根据极限工况，对锚固阵列进行极限工况校核；

7)结合项目现场情况，对锚固阵列整体进行防风、防浪设计。

2.根据权利要求1所述的水面漂浮式光伏电站锚固系统设计方法，其特征在于：所述步骤1)中气象水文资料包括：当地海拔高度、年最大风速、最大风速风向、平均风速、年最多风向、水位、流速及流量、年最大水位变化、历史最大水位变化、波浪高度及周期；所述地质勘测资料包含：光伏电站所在水域位置、水域面积及形状、地形剖面图。

3.根据权利要求1所述的水面漂浮式光伏电站锚固系统设计方法，其特征在于：所述步骤2C)中所述锚固单元作为整体锚固的最小单元，锚固单元由若干个基本单元组成，根据锚固单元在风载荷作用方向上的布置，确定锚固单元有效浮体连接耳板的数量n，根据不等式Q/n≤R，其中Q为单一方向的设计环境载荷，R为单个浮体耳板的抗拉强度，初步确定锚固单元规模的范围。

4.根据权利要求3所述的水面漂浮式光伏电站锚固系统设计方法，其特征在于：所述步骤2C)中锚固单元的设计，遵循的设计原则有：

a)锚固单元的几何形状贴近正四边形，减小扭矩，防止风载荷作用下发生偏转；

b)相邻锚固单元间设置一定间距，作为走船运维通道。

5.根据权利要求1所述的水面漂浮式光伏电站锚固系统设计方法，其特征在于：所述步骤3)中使用软件模拟计算时将风载荷、波浪和流的特性参数作为输入条件，通过流体动力学计算类软件对锚固单元及其锚固措施进行建模，计算分析光伏阵列在风浪流耦合作用下的动态响应，输出作用在锚固单元上的环境载荷变化曲线、稳固系统各缆绳的系泊力。

6.根据权利要求1所述的水面漂浮式光伏电站锚固系统设计方法，其特征在于：所述步骤5)根据经验或已有资料选定锚绳及锚块材料，所述锚绳为钢丝绳、钢绞线、尼龙绳，所述锚块为钢筋混凝土、不锈钢船用锚。

7.根据权利要求1所述的水面漂浮式光伏电站锚固系统设计方法，其特征在于：所述步骤6)的具体步骤包括：

6A)明确光伏电站允许的破坏范围，为超设计基准事故设置保障电站整体安全的破坏限度；

6B)校核极限工况下锚固单元系泊力、阵列内部受力以及锚绳、锚块与钢支架的受力；

6C)分析光伏电站受损情况及对阵列整体安全性的影响；

6D)若步骤6C)的计算结果满足步骤6A)的限度要求，即设计通过极限工况的校核，进入步骤7)；若不满足步骤6A)的限度要求，需将存在问题的结果反馈到相应设计步骤中，重新进行校核，直至满足步骤6A)的限度要求为止。

8.根据权利要求7所述的水面漂浮式光伏电站锚固系统设计方法，其特征在于：所述步骤7)中的防风设计包含但不限于在锚固单元的迎风侧设置凹形防风板，通过其形状改变风的流动方向，从而削弱风载荷对锚固阵列的作用。

9.根据权利要求1所述的水面漂浮式光伏电站锚固系统设计方法，其特征在于：所述步骤7)中的防浪设计包含但不限于在锚固单元的非靠岸侧设置水下垂直于水面的防浪裙，或是在水面设置漂浮体消浪措施。