[发明专利]基于改变局部浮力的海上风力机浮式平台自平衡装置

说明书

本发明涉及一种基于改变局部浮力的海上风力机浮式平台自平衡装置，包括浮体、平台和滚轮控制装置，浮体设置有四个，由两个滚轮控制装置控制，滚轮控制装置分别放置在平台支撑面上下中心位置；滚轮控制装置外部由滚轮控制装置外壳包围，滚轮控制装置外壳主要起支撑风力发电机和密封防水作用。本发明在漂浮式平台的基础上，设计了一种可根据平台倾斜位置，自动对其进行平衡的平衡装置，其结构紧凑且能够实时调节平台的局部浮力，达到了使平台实现自平衡的目的。本发明通过改变浮体体积的方法，改变浮体局部的浮力，进而通过浮力的变化，对平台进行平衡。

技术领域

本发明涉及一种基于改变局部浮力的海上风力机浮式平台自平衡装置，属于风力技术领域。

背景技术

随着我国经济的快速发展，能源问题越来越成为人们关注的话题，风能作为可清洁能源的一种，具有大规模开发和商业化发展的前景。现如今，风力发电技术主要以陆上风力发电为主，但海上风力发电由于其得天独厚的风能优势，正在慢慢的成为风力发电的发展方向。海上风力发电装置离不开平台的支撑，根据平台的结构，海上风力机平台可分为固定式与漂浮式两种类型。固定式平台只可在浅海使用，远不如漂浮式平台用途广泛。漂浮式平台根据不同的结构，可分为Spra型、半潜式、张力腿式等。但现如今的无论哪种平台，即使有着很好的稳定性，但是平台的稳定主要是靠自身结构，当所受到的外部载荷超过平台所能承载的限度时，平台就会发生倾斜且没有办法通过自身主动平衡，只能等待倾斜对侧的外部载荷变弱，或倾斜侧的外部载荷变强。当漂浮式平台的倾斜角度过大时，容易发生整体倾翻，影响发电效率及设备安全。海上风力机浮式平台自平衡技术，是在浮式平台受到外部载荷而倾斜时，能够自主的使平台恢复平衡状态，避免因平台倾斜而产生的一系列不利影响。

目前，为了减弱浮式平台的倾斜摇动情况，主要采用的方法是增加垂荡板或采用锚链拉扯方法对平台进行控制，具有一定局限性，主要表现在当风速较小时，可以使浮式平台上的风电机组保持平衡，但由于海风的风力等级相比于陆地来说要大很多，一旦浮式平台受到的风、浪等因素过大，二者均只能起到减缓摇动的作用，当倾斜已经产生时，很难主动对平台进行平衡控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于改变局部浮力的海上风力机浮式平台自平衡装置，通过改变浮体体积的方法，改变浮体局部的浮力，进而通过浮力的变化，对平台进行平衡。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种基于改变局部浮力的海上风力机浮式平台自平衡装置，包括浮体、平台和滚轮控制装置，浮体设置有四个，由两个滚轮控制装置控制，滚轮控制装置分别放置在平台支撑面上下中心位置；滚轮控制装置外部由滚轮控制装置外壳包围，滚轮控制装置外壳主要起支撑风力发电机和密封防水作用。

进一步地，每个滚轮控制装置所控制的绳索有八个滑轮对其进行拉伸方向的改变，使得绳索经过滑轮之后与浮体中的拉杆相连，滚轮控制装置上的每个绳索通孔与四个滑轮在同一平面内。滑轮均安置在滚轮控制装置外壳内，其中上部控制装置外壳内有六个滑轮，下部控制装置外壳内有十个滑轮。

进一步地，浮体包括支撑面、转轴、撑板、通气孔、连接杆、绳索导孔、弹簧连接板、弹簧、拉杆和可展开柔性面，撑板通过四个连接杆与平台连接固定，转轴固定在撑板上，支撑面可绕转轴转动；支撑面中部开有矩形凹槽，拉杆通过绳索导孔放置在矩形凹槽内，拉杆末端与绳索相连，两侧与支撑板贴合，可在绳索的拉动下在矩形凹槽内滑动；支撑面与弹簧连接板之间由弹簧连接。

进一步地，滚轮控制机构包括外壳、滚轮、凹槽、轨道和绳索通孔，外壳两侧开有两个绳索通孔使得绳索可以通过，绳索通孔的具体位置可根据剖视位置看出。外壳底部开有凹槽，目的是当滚轮缠绕上绳索时不会影响滚轮沿轨道的滚动。滚轮的初始位置在轨道中间，左右两侧的绳索同时与滚轮连接，一个滚轮控制装置可控制两根绳索，也就是两个浮体。在滚轮控制装置之外，多个滑轮支撑绳索并改变绳索的拉伸方向。