[发明专利]集成于漂浮式风电基础上的波浪能发电系统及其工作方法

权利要求书

1.集成于漂浮式风电基础上的波浪能发电系统，其特征在于：包括液压发电装置、控制系统和张紧系泊装置；所述液压发电装置设于漂浮式风电基础的浮体的平台上，并与控制系统连接，通过控制系统控制液压发电装置的压力，以防止其压力过载；所述张紧系泊装置有多个，其数量与液压发电装置的液压缸的数量相一致且一一对应，该多个张紧系泊装置均布于平台的四周，每个张紧系泊装置包括恒张力绞车、张紧系泊绳、导缆器和海底定位锚，所述恒张力绞车固定于平台上，并与控制系统连接，所述导缆器固定于平台上，并位于恒张力绞车旁，所述张紧系泊绳的一端与恒张力绞车相连接，其另一端依次绕过导缆器及相对应的液压缸的出杆端部上的动滑轮后与海底定位锚相连接，所述恒张力绞车通过控制系统调节张紧系泊绳的长度，以使张紧系泊绳的张力值处于设定范围内；所述浮体在波浪中运动时，通过张紧系泊绳使液压发电装置的液压缸做活塞运动，以推动液压缸的液压油在液压发电装置的回路里循环流动，从而实现液压发电装置中的发电机发电。

2.根据权利要求1所述的集成于漂浮式风电基础上的波浪能发电系统，其特征在于：所述导缆器设有刹车装置。

3.根据权利要求1所述的集成于漂浮式风电基础上的波浪能发电系统，其特征在于：所述漂浮式风电基础通过锚泊定位系统锚定于海床上，所述锚泊定位系统用于平衡漂浮式风电基础承受的定常环境载荷。

4.根据权利要求3所述的集成于漂浮式风电基础上的波浪能发电系统，其特征在于：所述锚泊定位系统为悬链线锚泊定位系统或半张紧式锚泊定位系统。

5.根据权利要求1所述的集成于漂浮式风电基础上的波浪能发电系统，其特征在于：所述液压发电装置包括液压缸、过滤器、油箱、单向阀、截止阀、蓄能器、溢流阀、压力传感器、减压阀、液压马达和发电机，所述液压缸有多个，并以平台的中心为圆心均布在平台上，该多个液压缸的出杆端部均设有一个动滑轮，其无杆腔均通过过滤器与油箱相连，其有杆腔并联有两个单向阀，其中一个单向阀分别与截止阀、蓄能器和溢流阀相连，所述截止阀与压力传感器相连，所述蓄能器通过减压阀与液压马达相连，所述液压马达与发电机相连，所述溢流阀与液压马达相连，并与和液压缸相连的另一个单向阀的通路相连。

6.根据权利要求5所述的任一项集成于漂浮式风电基础上的波浪能发电系统，其特征在于：所述液压缸为单出杆液压缸，且其有杆腔内的压力始终大于其无杆腔内的压力。

7.根据权利要求1至6所述的任一项集成于漂浮式风电基础上的波浪能发电系统的工作方法，其特征在于：

当漂浮式风电基础的浮体在波浪作用力的影响下向一侧摆动时，该侧的张紧系泊绳呈相对松弛状态，另一侧的张紧系泊绳所受拉力增大，呈被拉伸状态，其中，与被拉伸的张紧系泊绳相对应的液压缸在拉力的作用下推动其有杆腔的液压油流出，从而使其有杆腔容积减小，其无杆腔容积增大，然后液压油依次经液压发电装置的单向阀、液压发电装置的减压阀到达液压发电装置的液压马达，进而由液压马达带动液压发电装置的发电机旋转发电，然后液压油再回流到与呈松弛状态的张紧系泊绳对应的液压缸的有杆腔部分，并推动液压缸的活塞杆向无杆腔运动，使有杆腔容积增大，无杆腔容积减小；当浮体在波浪作用力的影响下反向摆动时，呈松弛状态的张紧系泊绳所受拉力增大，呈被拉伸状态，另一侧的张紧系泊绳由被拉伸状态变为相对松弛状态，与被拉伸的张紧系泊绳相对应的液压缸，即有杆腔容积增大、无杆腔容积减小的液压缸在拉力的作用下推动其有杆腔的液压油流出，从而使其有杆腔容积减小，其无杆腔容积增大，然后液压油依次经液压发电装置的单向阀、液压发电装置的减压阀到达液压发电装置的液压马达，进而由液压马达带动液压发电装置的发电机旋转发电，液压油再回流到与呈拉紧状态的张紧系泊绳对应的液压缸的有杆腔部分，通过液压油在液压发电装置的回路里循环流动，从而实现液压发电装置中的发电机发电；

其中，当液压发电装置压力过高时通过蓄能器将多余的能量进行储存，当其压力过低时，由液压发电装置的蓄能器释放能量，以使液压发电装置的电能输出平稳；当由于风或其他定常载荷改变时，浮体的平衡位置发生改变，张紧系泊绳的张力值超过设定范围，通过控制系统控制恒张力绞车，以调节张紧系泊绳的长度，实现对张紧系泊绳张力的调节，并使其回到设定范围内；在风暴自存状态下，通过控制系统控制恒张力绞车，以调节张紧系泊绳的预张力，然后通过导缆器的刹车装置刹车，使液压发电装置的液压缸的出杆不承受拉力，此时通过张紧系泊绳辅助锚泊定位系统为漂浮式风电基础定位，波浪能发电系统并呈停机状态。