[实用新型]一种漂浮式海上高空风力发电系统

说明书

本实用新型公开了一种漂浮式海上高空风力发电系统，属于风力发电领域，包括平台、浮力结构、锚系结构、发电系统、高空风筝系统和动力绳，平台与浮力结构相固定，且浮力结构位于平台的底部，发电系统设置在平台上，高空风筝系统通过动力绳与发电系统连接，锚系结构的一端与平台底部连接，另一端放置于海床上。本实用新型结构简单、安装便捷，可操作性强，适合风电行业使用，具备前瞻性，漂浮式海上平台与高空风电机组相结合的模式，使得海上风力的开发进程得到快速推进，可节约大量建设时间与建造资源，具有造价低、维护便利、自动化程度高等优点，具有广泛适用性。

技术领域

本实用新型涉及一种漂浮式海上高空风力发电系统，属于风力发电领域。

背景技术

高空风常年不息而且风力稳定，在近地面数公里以内，离地面越高风力越大越稳定。因此，采集高空风能发电可以获得高稳定性、低发电成本的风电，这是高空风电的显著特点之一，也是高空风电相比常规风电的最显著优势之一。由于地面塔架式风电近几年面临消纳困难、弃风率高的困境，使人们认识到高空风能的一个重大优点是可以在用电城市效区建造高空风力发电站，使输配电距离很近；另一方面中国高空风能最丰富的地区江浙鲁地区，正好是中国电力负荷最高的地区，可以就近消纳。高空风能的这一特点破解了风力发电在电力消费中的占比越来越高所带来的问题。

风能与风速的立方成正比（p = 0.5ρv^3;，ρ-空气密度，v-风速）——风速增加1倍，风能增加8倍（标准空气密度为1.225kg/m，6000米高空中的空气密度约0.644 kg/m，仅减少1倍左右），因此高空风能可高出地面上的数倍、十数倍、数十倍乃至成百上千倍。

高空风能与我国的用电格局存在着天然的匹配。我国的传统风能资源(100米)主要分布在内蒙、吉林、新疆和东南沿海较为狭窄的部分地区。这些地区与经济中心距离较远，造成了发电单位与用电单位地理位置不匹配(其它火电、水电等传统能源亦有类似的问题)。由于我国特殊的地理环境，当高度超过500米后，风能密集地区便逐渐向东南沿海移动，在3000米到10000米范围内，高空风能资源最密集的区域正好集中在华东、华中、华南等经济最发达地区，如果高空风能可以大规模收集利用，则无需耗费巨资建设长距离、大容量的输电通道。

海上风机基础的建设耗时长、难度大、造价高，风机、塔筒的运输安装目前仍然面临着较大的挑战，如公开号为CN109026542A，公开日为2018年12月18日的中国专利申请。当前若需快速获得海上高空高质量稳定性风能，需要一种便捷的可快速安装发展海上风力发电系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的可快速安装的漂浮式海上高空风力发电系统，其结构简单，安装施工均可在地面完成并运输至海上进行简单固定，设备维修简单便利。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种漂浮式海上高空风力发电系统，其特征在于：包括平台、浮力结构、锚系结构、发电系统、高空风筝系统和动力绳，所述平台与浮力结构相固定，且浮力结构位于平台的底部，所述发电系统设置在平台上，所述高空风筝系统通过动力绳与发电系统连接，所述锚系结构与平台连接。

进一步的，所述发电系统包括发电机、卷扬机、发动机及控制器，所述卷扬机通过动力绳连接高空风筝系统。

进一步的，所述高空风筝系统包括自动测风装置及故障报警装置，所述高空风筝系统通过无线或有线的传输方式与发电系统中的控制器相连。

进一步的，所述锚系结构的一端与平台的底部相连，另一端置于海床上。锚系结构固定至少包括两根缆绳。

进一步的，设计可以安装高空风力发电装置的平台，可大大提高海上风电施工速度。

进一步的，本实用新型设计了一种在海上平台实现自动升降的风筝式高空风电系统。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：