一种漂浮式风电机组试验场的制作方法

1.本发明涉及系能源技术领域，具体涉及一种漂浮式风电机组试验场。


背景技术：

2.随着新能源技术的不断进步，漂浮式风电技术也有了快速发展，不同于传统的固定式海上风力发电，“漂浮式风力发电”将固定式基础改为漂浮式基础，使风机“漂”在水面上，这种新型的风力发电机将几乎可以在任何地方工作。
3.漂浮式风电在全球范围内都处在发展初期，各开发商、研究机构都是各自研发研制产品并进行测试和运行，作为单台造价昂贵的漂浮式风电系统，要把整个产业链健康有序发展起来是需要进行科学的性能对比和技术验证的，因此亟需一种能够满足在同场、同风浪流条件下各款机组、基础的性能对比的试验场所，为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供一种漂浮式风电机组试验场，以提供一种能够在同场、同风浪流条件下对各款机组、基础进行性能对比的试验场所。
5.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
6.一种漂浮式风电机组试验场，包括：
7.n个风电机组系泊锚固系统，所述n为不小于2的正整数；
8.相邻的两个风电机组系泊锚固系统之间共用至少一个锚固基础；
9.每个所述风电机组系泊锚固系统包括：
10.风电机组；
11.塔架，所述风电机组安装于所述塔架上；
12.浮式立柱，所述塔架安装于所述浮式立柱上；
13.锚固基础，所述锚固基础和所述浮式立柱之间通过系泊缆连接。
14.可选的，上述漂浮式风电机组试验场中，
15.所述浮式立柱的数量为m个，m个所述浮式立柱中的一个浮式立柱作为主立柱，其他浮式立柱作为辅助立柱，所述塔架安装于所述主立柱上，所述辅助立柱与所述主立柱之间刚性连接，所述m为不小于1的正整数；
16.所述锚固基础的数量为x个，所述锚固基础与所述浮式立柱之间通过系泊缆连接，所述x为不小于m的正整数。
17.可选的，上述漂浮式风电机组试验场中，
18.所述锚固基础与所述浮式立柱之间采用一根系泊缆相连；
19.或，所述锚固基础与所述浮式立柱之间采用两根系泊缆相连；
20.或，所述锚固基础与所述浮式立柱之间采用三根系泊缆相连。
21.可选的，上述漂浮式风电机组试验场中，
22.所述m的值为3，即每个所述风电机组系泊锚固系统中具有3个浮式立柱，所述x的值为3，每个所述风电机组系泊锚固系统中，每个所述浮式立柱对应一个锚固基础。
23.可选的，上述漂浮式风电机组试验场中，
24.3个所述浮式立柱呈等边三角形分布，3个所述锚固基础呈等边三角形分布。
25.可选的，上述漂浮式风电机组试验场中，
26.每个所述锚固基础被三个风电机组系泊锚固系统共用。
27.可选的，上述漂浮式风电机组试验场中，还包括：
28.设置在与所述锚固基础相连的系泊缆上的浮力块。
29.可选的，上述漂浮式风电机组试验场中，
30.所述浮力块均匀分布在所述系泊缆靠近所述锚固基础的一端。
31.可选的，上述漂浮式风电机组试验场中，
32.当所述风电机组采用单点系泊的固定方式时，所述风电机组系泊锚固系统中的各个所述锚固基础所连接的系泊缆的自由端连接于公共连接点，再通过另一条或多条系泊缆连接所述公共连接点与所述浮式立柱。
33.可选的，上述漂浮式风电机组试验场中，
34.连接于公共连接点与所述浮式立柱之间的系泊缆的长度小于所述风电机组系泊锚固系统的系泊半径。
35.基于上述技术方案，本发明实施例提供的上述方案，通过在试验场内创建n个风电机组系泊锚固系统，每个所述风电机组系泊锚固系统包括，风电机组、塔架、浮式立柱以及锚固基础，所述锚固基础通过系泊缆与浮式立柱相连，所述塔架固定在所述浮式立柱上，所述风电机组固定在塔架上，且相邻的两个风电机组系泊锚固系统之间共用至少一个锚固基础，在本方案中，可以基于试验要求为各个风电机组系泊锚固系统配置合适的风电机组，由于多个风电机组系泊锚固系统处于相同的外界环境中，因此可以实现同场、同风浪流条件下各款机组、基础的性能的对比。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
37.图1为本技术实施例公开的风电机组系泊锚固系统的结构示意图；
38.图2为本技术另一实施例公开的风电机组系泊锚固系统的结构示意图；
39.图3为本技术实施例公开的风电机组系泊锚固系统的俯视图；
40.图4为本技术实施例公开的3
×
2系泊方案的漂浮式风电机组试验场的整体布局图；
41.图5为本技术实施例公开的3
×
3系泊方案的漂浮式风电机组试验场的整体布局图；
42.图6为本技术实施例公开的单点系泊方案的漂浮式风电机组试验场的整体布局图；
43.图7为本技术实施例公开的单点系泊方案的风电机组系泊锚固系统的结构示意图；
44.图8为本技术另一实施例公开的风电机组系泊锚固系统的结构示意图。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.为了一种能够满足在同场、同风浪流条件下各款机组、基础的性能对比的试验场所，本技术提供了一种漂浮式风电机组试验场，该试验场内通过均匀布局多个风电机组系泊锚固系统，不同的风电机组系泊锚固系统根据不同的试验需求配置不同的风电机组或基础，从而实现在相同外界条件下各款风电机组、基础的性能对比。
47.在本方案中，所述漂浮式风电机组试验场中可以包括n个风电机组系泊锚固系统，所述n为不小于2的正整数，所述n个风电机组系泊锚固系统可以均匀分布在试验场中；参见图1，在本方案中，每个风电机组系泊锚固系统包括风电机组1、塔架2、浮式立柱3和锚固基础5，在本方案中，为了降低成本，相邻的两个或多个风电机组系泊锚固系统之间可以共用一个锚固基础5；所述风电机组1、塔架2、浮式立柱3和锚固基础5之间的连接关系具体可以参见图1所示。
48.参见图1：每个所述风电机组系泊锚固系统包括：
49.风电机组1，所述风电机组1的规格和类型可以根据用户需求自行选择，例如在本方案中所述风电机组1可以为20mw机组、30mw机组或40mw机组等；
50.塔架2，所述风电机组1安装于所述塔架2上，在本方案中，所述塔架2用于支撑所述风电机组1；
51.浮式立柱3，所述塔架2安装于所述浮式立柱3上，在本方案中，所述风电机组系泊锚固系统中可以具有多个浮式立柱3，多个所述浮式立柱3之间刚性连接，在正常情况下，所述浮式立柱3漂浮在水面上，通过所述浮式立柱3用于向所述风电机组1和塔架2提供一个水上平台，防止所述塔架2以及所述风电机组1落入水中；
52.锚固基础5，所述锚固基础5固定于地面上，其位置不会发生变化，所述锚固基础5和所述浮式立柱3之间通过系泊缆4连接，所述系泊缆4可以为尼龙材质或其他柔韧性、抗腐蚀性较强的材质，所述锚固基础5通过系泊缆4连接浮式立柱3，通过所述系泊缆4牵引所述浮式立柱，在所述系泊缆4的作用下使得所述浮式立柱3的位置稳定，进而使得浮式立柱3仅能在所述系泊缆4所允许的范围内移动。
53.上述方案中，通过在试验场中创建n个风电机组系泊锚固系统，每个所述风电机组系泊锚固系统包括，风电机组1、塔架2、浮式立柱3以及锚固基础5，所述锚固基础5通过系泊缆4与浮式立柱3相连，所述塔架2固定在所述浮式立柱3上，所述风电机组1固定在塔架2上，且相邻的两个风电机组系泊锚固系统之间共用至少一个锚固基础5，在本方案中，可以基于试验要求为各个风电机组系泊锚固系统配置合适的风电机组1，由于多个风电机组系泊锚固系统处于相同的外界环境中，因此可以实现同场、同风浪流条件下各款机组、基础的性能
的对比。
54.在上述方案中，相邻的两个或三个风电机组系泊锚固系统之间可以共用至少一个锚固基础5，该锚固基础5为共享锚固基础，该共享锚固基础对应的系泊点可以记为共享系泊点，在图2和图3的示例中，三个相邻的风电机组系泊锚固系统可以共用一个锚固基础5，在本方案中，该共享的锚固基础5上的系泊点作为共享系泊点，即，所述共享系泊点可以为共享锚固基础5上的系泊点，三个相邻的风电机组系泊锚固系统中的浮式立柱通过系泊缆与所述共享锚固基础上的系泊点相连。
55.在图2对应的示例中，所述共享系泊点并非是所述共享锚固基础5上的系泊点，此时，所述共享系泊点通过系泊缆与上述三个相邻的风电机组系泊锚固系统中的浮式立柱相连，所述共享系泊点通过另几根系泊缆与所述共享锚固基础相连，即，该共享锚固基础5首先通过系泊缆与所述共享系泊点相连，再通过系泊缆连接所述共享系泊点与所述浮式立柱。通过此种设计方式可以使得相邻的风电机组系泊锚固系统中的浮式立柱的整体移动方向一致，从而更好地防止相邻的风电机组系泊锚固系统发生碰撞。
56.在本实施例公开的技术方案中，每个风电机组系泊锚固系统中的浮式立柱3的数量可以根据用户需求自行设计，在本方案中，所述浮式立柱3的数量为m个，m个所述浮式立柱3中的一个浮式立柱3作为主立柱，其他浮式立柱3作为辅助立柱，所述塔架2安装于所述主立柱上，所述辅助立柱与所述主立柱之间刚性连接，所述m为不小于1的正整数；例如，在本方案中，所述m的值可以为3，即，每个风电机组系泊锚固系统可以具有3个浮式立柱3，更为具体的，参见图1这三个浮式立柱3可以在水平面上呈等边三角形方式分布，这3个浮式立柱3中的一个浮式立柱3作为主立柱，另外两个浮式立柱3作为辅助立柱，这3个浮式立柱3之间通过连接件刚性连接，通过这些浮式立柱3可以使得所述风电机组1平稳的漂浮在水面上。当然，m的值也可以为4或5或其他数量。
57.所述锚固基础5用于限制浮式立柱3以及风电机组1的移动范围，通过所述锚固基础5可以限制所述浮式立柱3以及风电机组1尽可以在小范围内移动，所述风电机组系泊锚固系统中锚固基础5的数量可以根据用户需求自行设计，所述锚固基础5的数量为x个，所述锚固基础5与所述浮式立柱3之间通过系泊缆4连接，所述x为不小于m的正整数。在本方案中，优选的，每个所述浮式立柱3对应至少一个锚固基础5，浮式立柱3和与其对应的锚固基础5之间通过系泊缆4相连，更为具体的，例如如图1所示，所述m的值为3，即每个所述风电机组系泊锚固系统中具有3个浮式立柱3，所述x的值为3，即每个所述风电机组系泊锚固系统中具有3个锚固基础5，每个所述浮式立柱3对应一个锚固基础5，每个锚固基础5通过系泊缆4和与其对应的浮式立柱3相连，为了尽量缩小浮式立柱3和风电机组1的移动范围，防止相邻的风电机组系泊锚固系统出现碰撞，每个风电机组系泊锚固系统中的3个锚固基础5可以呈等边三角形分布。在本方案中，所述风电机组系泊锚固系统呈矩阵方式分布，如图4、图5或图6所示，当所述风电机组系泊锚固系统具有三个呈等边三角形方式分布的锚固基础5时，每个锚固基础5均可以作为共享锚固基础5来使用，从而最大程度的提高了锚固基础5的利用率。即，所述风电机组系泊锚固系统中的每个锚固基础5都作为共享锚固基础5，例如，风电机组系泊锚固系统a具有三个锚固基础a1、a2、a3，其中，与风电机组系泊锚固系统a相邻的风电机组系泊锚固系统b1、风电机组系泊锚固系统b2共用锚固基础a1，与风电机组系泊锚固系统a相邻的风电机组系泊锚固系统c1、风电机组系泊锚固系统c2共用锚固基础a2，
与风电机组系泊锚固系统a相邻的风电机组系泊锚固系统d1、风电机组系泊锚固系统d2共用锚固基础a3。
58.在本方案中，所述锚固基础5与所述浮式立柱3之间的系泊缆4可以为1根、2根或3根，例如，在图1至图6的示例中，所述锚固基础5与所述浮式立柱3之间可以设置有两根或三根系泊缆4，以使得当其中一根系泊缆4意外断裂时，仍有剩余的系泊缆4可继续维持浮式立柱3的位置。
59.图4所设计的方案中，浮式立柱3为3
×
2系泊方案，在该方案中，所述风电机组系泊锚固系统中具有三个锚固基础5，每个锚固基础5通过两根系泊缆4与所述浮式立柱相连。
60.图5所设计的方案中，浮式立柱3为3
×
3系泊方案，在该方案中，所述风电机组系泊锚固系统中具有三个锚固基础5，每个锚固基础5通过三根系泊缆4与所述浮式立柱相连。
61.图6和图7的设计方案中，所述浮式立柱3为单点系泊方案，所谓的单点系泊指的是，所述风电机组系泊锚固系统中的各个锚固基础5的系泊缆4先连接于一个公共连接点o，该公共连接点o再通过一根或多个系泊缆4与所述浮式立柱3相连，此时，为了防止不同的风电机组系泊锚固系统中的风电机组1出现碰撞，连接于共连接点o与所述浮式立柱3之间的系泊缆4的长度，小于所述风电机组系泊锚固系统中各个锚固基础5构成的外切圆半径，该外切圆半径记为风电机组系泊锚固系统的系泊半径。
62.在本方案中，在采用系泊缆4连接述锚固基础5和浮式立柱3时，或采用系泊缆4连接述锚固基础5和所述共连接点时，在重力的作用下，所述系泊缆4靠近所述锚固基础5的一端会产生一个锚链躺底段，锚链躺底段越长，所述风电机组1的运动范围越大，为了减小所述风电机组1的运动范围，可以减小所述锚链躺底段的长度，参见图8，在本方案中，可以在所述系泊缆4上设置浮力,6，通过浮力块6向所述锚链躺底段施加向上的牵引力，在牵引力的作用下锚链躺底段被向上拉起，从而使得所述锚链躺底段的总长度变短。
63.在本实施例中，所述浮力块6的数量可以根据用户需求自行设定，这些浮力块6可以均匀分布在所述系泊缆4上。并且，在本方案中，为了使得所述浮力块6更加有效的抬升锚链躺底段，在本方案中，可以将这些浮力块6均匀分布在所述系泊缆4靠近所述锚固基础5的一端，此时，这些浮力块6可以更加有效地抬起锚链躺底段，所述浮力块可以为球形浮力块。
64.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
65.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种漂浮式风电机组试验场，其特征在于，包括：n个风电机组系泊锚固系统，所述n为不小于2的正整数；相邻的两个风电机组系泊锚固系统之间共用至少一个锚固基础；每个所述风电机组系泊锚固系统包括：风电机组；塔架，所述风电机组安装于所述塔架上；浮式立柱，所述塔架安装于所述浮式立柱上；锚固基础，所述锚固基础和所述浮式立柱之间通过系泊缆连接。2.根据权利要求1所述的漂浮式风电机组试验场，其特征在于，包括：所述浮式立柱的数量为m个，m个所述浮式立柱中的一个浮式立柱作为主立柱，其他浮式立柱作为辅助立柱，所述塔架安装于所述主立柱上，所述辅助立柱与所述主立柱之间刚性连接，所述m为不小于1的正整数；所述锚固基础的数量为x个，所述锚固基础与所述浮式立柱之间通过系泊缆连接，所述x为不小于m的正整数。3.根据权利要求1所述的漂浮式风电机组试验场，其特征在于，包括：所述锚固基础与所述浮式立柱之间采用一根系泊缆相连；或，所述锚固基础与所述浮式立柱之间采用两根系泊缆相连；或，所述锚固基础与所述浮式立柱之间采用三根系泊缆相连。4.根据权利要求2所述的漂浮式风电机组试验场，其特征在于，所述m的值为3，即每个所述风电机组系泊锚固系统中具有3个浮式立柱，所述x的值为3，每个所述风电机组系泊锚固系统中，每个所述浮式立柱对应一个锚固基础。5.根据权利要求4所述的漂浮式风电机组试验场，其特征在于，3个所述浮式立柱呈等边三角形分布，3个所述锚固基础呈等边三角形分布。6.根据权利要求4所述的漂浮式风电机组试验场，其特征在于，每个所述锚固基础被三个风电机组系泊锚固系统共用。7.根据权利要求1所述的漂浮式风电机组试验场，其特征在于，还包括：设置在与所述锚固基础相连的系泊缆上的浮力块。8.根据权利要求7所述的漂浮式风电机组试验场，其特征在于，所述浮力块均匀分布在所述系泊缆靠近所述锚固基础的一端。9.根据权利要求1所述的漂浮式风电机组试验场，其特征在于，当所述风电机组采用单点系泊的固定方式时，所述风电机组系泊锚固系统中的各个所述锚固基础所连接的系泊缆的自由端连接于公共连接点，再通过另一条或多条系泊缆连接所述公共连接点与所述浮式立柱。10.根据权利要求1所述的漂浮式风电机组试验场，其特征在于，连接于公共连接点与所述浮式立柱之间的系泊缆的长度小于所述风电机组系泊锚固系统的系泊半径。

技术总结
本发明提供一种漂浮式风电机组试验场，通过在试验场内创建N个风电机组系泊锚固系统，每个所述风电机组系泊锚固系统包括，风电机组、塔架、浮式立柱以及锚固基础，所述锚固基础通过系泊缆与浮式立柱相连，所述塔架固定在所述浮式立柱上，所述风电机组固定在塔架上，且相邻的两个风电机组系泊锚固系统之间共用至少一个锚固基础，在本方案中，可以基于试验要求为各个风电机组系泊锚固系统配置合适的风电机组，由于多个风电机组系泊锚固系统处于相同的外界环境中，因此可以实现同场、同风浪流条件下各款机组、基础的性能的对比。基础的性能的对比。基础的性能的对比。


技术研发人员：周昳鸣 沈正华 傅望安 李阳春 邵林芳 陈建军 胡合文 郭晓辉 刘瑞超 雷宇 冯雪娇
受保护的技术使用者：华能（浙江）能源开发有限公司清洁能源分公司 华能海上风电科学技术研究有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/5/23