CN115405457A - 一种浮式海上风浪联合发电机及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浮式海上风浪联合发电机及其工作方法，属于海上风力发电技术领域。本发明主要包括立柱式支撑平台、三浮筒式辅助平台、内外轴套及其连接装置。其中，立柱式支撑平台上方设置导轨，内部设置蓄能装置、硬舱、可变压载舱与软舱，软舱由交叉式桁架作为主要支撑，由底部压载物维持其稳定；三浮筒式辅助平台设置三个针对性的惯性式波浪能发电浮筒，通过桁架互相连接，同时连接至外轴套上。自锁连接系统连接支撑平台与辅助平台，由内、外轴套等部件构成，在支撑平台倾斜过大或者必要条件下会实现两种平台的锁定，即支撑平台与辅助平台共同运动，从而保证了平台整体在恶劣海况下的安全。
Description
技术领域
本发明涉及海上风力发电技术领域，尤其涉及一种新型浮式海上风浪联合发电机及其工作方法。
背景技术
目前，海上风电场规模与容量的迅速发展导致其离岸距离进一步扩大，全球风能强国的平均离岸距离已突破了50km。在远海区域，由于海水深度增加，建设固定平台基础的成本和难度极大，因此浮式海上风力发电机将成为未来深远海大容量风力发电机组基础的主流。现有的海上浮式风力发电机平台设计创新均局限于同一种平台的小幅度改进设计，并未在根本上解决平台在风浪下运动模态响应较大的问题。
发明内容
本发明提出一种新型浮式海上风浪联合发电机，将其命名为陆士嘉一号。
一方面，本发明开创性地提出了结合两种传统平台——半潜式与立柱式的方案，并进行具体细节的研发。以立柱式支撑平台为主体平台，辅以三浮筒式辅助平台，以降低支撑平台的运动响应；
进一步地，本发明开创性地设计了一种倾斜自锁机构，在设定情况下触发自锁连接系统将两平台相对固定，在恶劣海况下可提升平台的稳定性；
进一步地，本发明结合了波浪能发电系统，为平台进行专业的电力配置。最终构建出一套更安全、成本更优的新型海上浮动发电系统；
另一方面，本发明搭建了一套完整的受力与运动响应理论系统。目前的各项研究大多针对某一特定指标问题进行个性化方案设计，各部分的模型算法尚未建立较为完善的浮式海上风机平台设计体系，而且未对海上风机浮式平台的水动力性能进行系统的理论研究。本发明通过对平台设计参数的考量，利用线性势流理论与Stokes波理论进行平台受力与运动响应的分析，明确了各种力的数值计算标准；基于现有的Homer模型进行引申，首次构建了新型平台八坐标系结合的基础标架，通过平台的几何机械关系将各部分受力综合，得到了支撑平台与辅助平台的运动响应。最后，基于风机-平台全耦合一体化，设计出风能与波浪能功率的计算方法。本发明将叶片桨距角控制器中非线性动力系统通过控制器线性化，极大降低了系统数值解的复杂度；同时增加了可行解的筛选过程，利用动力系统渐进稳定的判别法，对可能的平衡点进行筛选，降低了系统计算的复杂度。
为此，本发明提出一种新型浮式海上风浪联合发电机，包括三浮筒式辅助平台、立柱式支撑平台及自锁连接系统；其中，三浮筒式辅助平台通过自锁连接系统与立柱式支撑平台上的导轨连接。
所述立柱式支撑平台由硬舱、软舱、中段、可变压载舱组成：硬舱(即浮力舱)是水线以下的部分密封空心体，提供支撑平台所需浮力，采用内方外圆柱状舱室；软舱(即压载舱)利用固定在中心底部的压载物来提供压载，采用方形截面箱型结构；软舱由桁架和底部压载物组成。中段连接硬舱与软舱，使得平台获得其应有的稳性特征(重心低于浮心)，采用的即为方形桁架结构。硬舱的底部通过设置可变压载舱，以便于调节平台的吃水情况；在平台中段视情况设置垂荡板以减小垂荡运动响应。与现有立柱式支撑平台略有区别的是，本发明的平台硬舱上部分设置30m长度的导轨，导轨处直径与风机塔架直径大致相同，其外部设有深度平行螺纹，用于自锁时与外轴套啮合构成自锁连接系统。导轨下端通过一段圆台状结构与下部硬舱相连，圆台状壳体内部设置2m×2m×1.5m的蓄能装置容纳空间。
所述三浮筒式辅助平台由三个惯性式波浪能发电浮筒与若干桁架组成。为增加辅助平台的稳定性，三个浮筒排列为等边三角形的形状，浮筒间以第二类桁架连接。在未自锁情况下，随波浪起伏时轴套系统与平台同时进行四种运动模态(横荡、纵荡、横摇、纵摇)，而另两种运动模态(艏摇与垂荡)不与平台同步。在自锁的情况下，轴套系统连接三浮筒式辅助平台与支撑平台共同进行六种模态的运动。由于三浮筒结构吃水较浅，其尾流处涡旋脱落形成的涡激升力与脉动拖曳力较小，涡激运动并不突出，所以可有效降低支撑平台的涡激运动幅值。为极大增加支撑平台与辅助平台连接处轴承的使用寿命，防止其长期位于水平面处而受到腐蚀，将相对固定的三个浮筒与第一类桁架以倒V形状设计，保持轴承在水面上方。
应用于风浪联合发电的波浪能转换系统是基于惯性进行发电的大型漂浮浮筒，即辅助平台上的三个浮筒。浮筒主要部分包括一个大型惯性体、悬挂弹簧、液压缸、活塞系统与支撑臂，所述液压缸通过支撑臂与惯性式波浪能发电浮筒内壁连接，所述大型惯性体通过悬挂弹簧与浮筒内部上壁连接，通过活塞系统与液压缸连接，并能在其中作上下运动。为了使浮筒能够更为高效地吸收波浪增加发电量，同时降低波浪对于平台的影响，浮筒设计为上大下小的倒圆台结构。浮筒内部进行能量转换，同时通过嵌入桁架中的电缆将电能汇集到硬舱上部的蓄能装置中。
浮筒的顶端固定四根悬挂弹簧，其下端共同连接一个大型惯性体；液压缸的缸筒通过四个横向固定在浮筒壁上的支撑臂固定在浮筒的中央，液压缸的活塞杆与惯性体铰接；惯性体沿着弹簧相对于浮筒壳体作上下运动，将动能转化为液压能。由于优化后的转换浮筒仅弹簧材料内部会发生摩擦，摩擦所消耗的能量相较于浮筒的发电量很小，因此可以认为弹簧的传动效率为100％。
所述自锁连接系统由导轨、外轴套、内轴套与约束弹簧等组成。导轨安装在立柱式支撑平台上。在支撑平台与外轴套轴线重合时不自锁，此时支撑平台上的风机正常受风力作用发电，而三个浮筒可以自由垂荡运动，收集波浪能，二者工作互不影响。在设定情况下，自锁连接系统将执行自锁工作，在自锁情况下支撑平台与辅助平台将相对固定。
自锁连接系统主要可以达到以下目的：
(1)防止平台的倾斜程度过大：由于支撑平台倾斜后不易回正，装置可有效限制平台的纵摇与横摇角，防止风机平台发生倾覆的危险；
(2)系统本身作为支撑平台硬舱部分移动的限制装置，防止支撑平台在倾斜时与外轴套间产生摩擦而损坏平台。
本发明包含的另一部分浮式海上风浪联合发电机工作方法包括以下步骤：
步骤一：未自锁情况下，随波浪起伏时自锁连接系统与支撑平台同时进行四种运动模态——横荡、纵荡、横摇、纵摇，而另两种运动模态——艏摇与垂荡，则不与支撑平台同步。
步骤二：自锁的情况下，自锁连接系统限制三浮筒式辅助平台与支撑平台共同进行六种模态的运动。由于三浮筒结构吃水较浅，其尾流处涡旋脱落形成的涡激升力与脉动拖曳力较小，涡激运动并不突出，所以可有效降低支撑平台的涡激运动幅值。
在海况较优的情况下，支撑平台相较于辅助平台的倾斜角度小于Ψ，处于未自锁状态。支撑平台上的风力发电机收集海风风能，转化为电能；波浪能发电浮筒在随机波浪的作用下起伏做上下运动，将波浪能最终转化为电能。
在海况恶劣的情况下，支撑平台相较于辅助平台的倾斜角度大于阈值Ψ，导轨上的深度螺纹与外轴套上的环形啮合齿相啮合，保证支撑平台与辅助平台相对固定，波浪能发电浮筒仍可随支撑平台作幅度较小的上下运动收集波浪能，风力发电机视海风情况决定是否工作。
支撑平台在未自锁状态下能够在内轴套内上下运动；在自锁状态下，外轴套与支撑平台上的导轨固定，导致支撑平台无法在内轴套内上下运动。
所述惯性式波浪能发电浮筒在发电过程中，液压缸随波浪能发电浮筒上下振荡，大型惯性体由于惯性会与液压缸产生相对位移，通过压缩液体将机械能转化为液压能，在液压转换系统中将液压能转换为电能。
所述波浪能发电浮筒产生的电能将储存在蓄能装置中用作风力发电机的用电消耗，风力发电机产生的电能通过海上升压站升压后运回陆地。
本发明的优点及有益效果在于：本发明提出的一种浮式海上风浪联合发电机及其工作方法，能将风能、波浪能发电系统联合具有诸多好处：
(1)、二者共享海洋空间，可以提高单位海域的能量产出；
(2)、二者共享系泊等基础设备和其他组件，可以提高整体的经济效率；
(3)、海上风电波动性、间歇性、不规则性强，二者联合发电系统与单独的风电系统相比，可以减少不工作的时间；
(4)、波浪能发电系统吸收了支撑平台附近的波浪能，在布置合理的情况下能有效地降低平台运动响应。
附图说明
图1为本发明的风浪联合发电机的整体示意图。
图2为本发明的风浪联合发电机三浮筒式辅助平台的侧视图。
图3为本发明的风浪联合发电机三浮筒式辅助平台的俯视图。
图4为本发明的三浮筒式辅助平台的波浪能发电系统的结构图。
图5为本发明的三浮筒式辅助平台的波浪能发电系统的结构爆炸图。
图6为本发明的风浪联合发电机的立柱式支撑平台的结构图。
图7为本发明的风浪联合发电机的立柱式支撑平台的结构爆炸图。
图8为本发明的风浪联合发电机的自锁连接系统位置结构图。
图9为本发明的风浪联合发电机的自锁连接系统位置结构爆炸图。
图10为本发明的风浪联合发电机在未自锁状态下的示意图。
图11为本发明的风浪联合发电机在自锁状态下的示意图。
附图标记如下：
1-三浮筒式辅助平台；10-风力发电机；2-立柱式支撑平台；21-硬舱；22-可变压载舱；23-软舱；231-桁架；231-底部压载物；3-自锁连接系统；31-外轴套；311-可伸缩环形啮合齿；32-内轴套；321-滑动环面；322-限位导轨；33-约束弹簧；4-导轨；41-深度螺纹；5-蓄能装置；6-惯性式波浪能发电浮筒；61-大型惯性体；62-液压缸；63-活塞系统；64-悬挂弹簧；65-支撑臂。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明的一个具体实施例，如图1-图11所示，公开了一种新型浮式海上风浪联合发电机，包括三浮筒式辅助平台1、立柱式支撑平台2、自锁连接系统3；其中，三浮筒式辅助平台1通过自锁连接系统3与立柱式支撑平台2上的导轨4连接；
风力发电机10设置在立柱式支撑平台2的上方，并能同其一齐运动。三浮筒式辅助平台1能在波浪的作用下上下运动，惯性式波浪能发电浮筒6在三浮筒式辅助平台1上下运动的过程中，能收集波浪能进行发电。
本发明系统机构的具体参数如下：浮筒高度为7m，最大直径24m，侧壁与上面夹角60°；连接浮筒所配支杆直径1.5m；外轴套外直径13m，高19.2m；立柱式支撑平台高67.48m，最大直径9m；硬舱高15m，可变压载舱高25m，软舱高7m；惯性式波浪能发电浮筒高7.68m，最大直径24m，最小处直径20m，大型惯性体直径11m，液压缸高5.46m。
与现有技术相比，本实施例提供的浮式海上风浪联合发电机，增加了三浮筒式辅助平台1，能更好的增加支撑平台2的稳定性，在支撑平台2倾斜的时候，能够提供大小在9.43×109～1.63×1010kg·m2的回复力矩，防止支撑平台2侧倾后不易恢复甚至发生倾覆。
值得注意的是，为了使支撑平台2更加稳定，在设置支撑平台2时，需要保证支撑平台2的重心低于浮心。对支撑平台2设置几个部分：分别为其上部的导轨4与蓄能装置5、硬舱21、可变压载舱22和软舱23。硬舱21是水线以下的部分密封空心体，其主要作用是提供平台所需浮力，采用内方外圆柱状舱室；在硬舱的底部设置可变压载舱22，通过改变其中的储水量，以便调节平台的吃水情况；软舱23利用固定在中心底部的压载物来提供压载，采用方形截面箱型结构；可变压载舱22与软舱23的中段设置空心的桁架231，内部与外界的海水相通，让支撑平台2达到重心低于浮心的目的，使得其获得应有的稳性特征。导轨4与蓄能装置5分别与外轴套31与波浪能发电浮筒6配合形成相应的自锁连接系统3与电力配置回路。
考虑到支撑平台2面临的Mathieu不稳定，即在某些固定的波浪频率下，立柱式平台由于无法通过垂荡散去波浪的能量只能通过水平运动来发散，而导致其横摇、纵摇等的幅度达到最大，与涡激运动问题，新型浮式海上风浪联合发电平台通过三浮筒式辅助平台1结构，可以改变支撑平台2的共振频率，使之远离外海波浪的常见频率约0.13Hz，从而达到减小共振的效果；本发明的设计想法来源于半潜式平台，但本发明设计的浮筒不论尺寸、工艺等均不同于半潜式平台，其相应制作成本也远低于半潜式平台。
所述三浮筒式辅助平台1由三个惯性式波浪能发电浮筒6与若干第一类桁架7、第二类桁架8组成。为增加辅助平台1的稳定性，三个发电浮筒6排列为等边三角形的形状，浮筒6间以第一类桁架7连接。浮筒与自锁连接系统3间通过第二类桁架8连接，桁架结构符合等边三角条件。在未自锁情况下，随波浪起伏时自锁连接系统3与支撑平台2同时进行四种运动模态——横荡、纵荡、横摇、纵摇，而另两种运动模态——艏摇与垂荡，则不与支撑平台2同步。在自锁的情况下，自锁连接系统3限制三浮筒式辅助平台1与支撑平台2共同进行六种模态的运动。由于三浮筒结构吃水较浅，其尾流处涡旋脱落形成的涡激升力与脉动拖曳力较小，涡激运动并不突出，所以可有效降低支撑平台2的涡激运动幅值。
考虑到整个发电系统的寿命的问题，为增加支撑平台2与辅助平台1连接处轴承的使用寿命，防止其长期位于海水水平面处而受到腐蚀，将相对固定的三个发电浮筒6与第二类桁架8以倒V形状设计，从而保持轴承始终在海水水平面上方。
考虑到自锁连接系统3设计的合理性，在实施例中，内轴套32内接导轨4中部位置，且两者保持固定；外部通过约束弹簧33与外轴套31相连。内轴套32上方设置滑动环面321与限位导轨322，滑动环面321通过限位导轨322上下滑动，主要作用是保证外轴套31可在波浪力作用下进行垂荡运动，同时限制三浮筒式辅助平台1的运动模态；约束弹簧33则在自锁连接系统3中起到连接和缓冲主体受到冲击力的作用。
在实施例中，外轴套31内部通过约束弹簧33连接内轴套32，外部通过第二类桁架8连接三个发电浮筒6，其上部与下部圆周上设置可伸缩环形啮合齿311，以便在自锁时与导轨4上的深度螺纹41啮合。外轴套31的主要作用有两个：将发电浮筒6约束在支撑平台2周围、和内轴套32共同构成自锁连接系统3。
考虑自锁连接系统3的工作模式：自锁连接系统3由导轨4、外轴套31、内轴套32与约束弹簧33等组成。在支撑平台2与外轴套31轴线重合时，不触发自锁指令，此时支撑平台2上的风力发电机10受风力作用发电，三浮筒式辅助平台2可以作自由垂荡运动，波浪能发电浮筒6收集波浪能，二者工作互不影响。但在以下情况，自锁连接系统3将执行自锁工作，在自锁情况下支撑平台2与三浮筒式辅助平台1将相对固定：
(1)、当波浪的周期满足条件使得支撑平台2出现Mathieu不稳定，支撑平台2产生严重的纵摇或横摇——判断依据为外轴套31轴线与支撑平台2轴线的夹角超过特定阈值度数Ψ30度。在这种情况下滑动环面321随支撑平台2发生约15度的倾斜，约束弹簧33产生扭矩在5.62×105～3.23×106N·m的扭曲，外轴套31的环形啮合齿311与导轨上4的深度螺纹41啮合，执行自锁。自锁后，支撑平台2获得大小为5.36×106～8.17×106kg·m2较大的回复力矩，抵抗Mathieu不稳定。
(2)、当此系统需要拖至近海进行质检、维修时，人工操作调节环形啮合齿311的长度进行自锁，托运时对船只的起重能力要求有所降低，使得托运的成本、危险系数与难度极大降低。
在实施例中，自锁连接系统3的主要作用有两点：
(1)可防止支撑平台2的倾斜程度过大，由于支撑平台2倾斜后不易回正，系统可有效限制其在随机波浪下产生的纵摇与横摇，防止系统发生倾覆的危险；
(2)可防止支撑平台2在倾斜时与外轴套31间产生摩擦而损坏支撑平台2。
考虑到目前风浪联合发电系统设计的缺陷—波浪能发电系统直接套于系统对应的平台上，中心镂空部分较大，波浪能发电系统自身有效空间小，对波浪能的利用率较低。在实施例中，新型浮式海上风浪联合发电机的波浪能转换系统是基于惯性进行发电的波浪能发电浮筒6。浮筒6内部均设计为可利用发电空间，主要部分包括一个大型惯性体61、悬挂弹簧64和液压缸62，为了使浮筒6能够更为高效地吸收波浪增加发电量，同时降低波浪对于支撑平台2的影响，浮筒6设计为上大下小的倒圆台结构。浮筒6内部进行能量转换，同时通过嵌入第二类桁架8中的电缆将电能汇集到蓄能装置5中。
本实例中，浮筒6的顶端固定四根悬挂弹簧64，其下端共同连接一个大型惯性体61；液压缸62的缸筒通过四个横向固定在浮筒壁上的支撑臂65固定在浮筒6的中央，液压缸62的活塞杆与惯性体铰接形成活塞系统63；大型惯性体61沿着悬挂弹簧64相对于浮筒6壳体作上下运动，将动能转化为液压能。
本实施例中，当浮筒6受到波浪的激励力的作用而上下垂荡运动时，大型惯性体61将相对于浮筒6做往复运动以此驱动液压缸62的活塞系统63往复运动，产生高压油，通过液压马达转化带动发电机发电。发电机发电的功率在普通海况下约为1MW，占整体风机发电功率的10％～20％单向阀构成整流模块，保证马达输出方向一致。整个过程的能量转化过程：机械能→液压能→电能。
本实施例采用线性势流理论与stokes波理论进行平台响应分析，在绕射效应的条件下对波浪力等力场构建理想微分流形，利用偏微分方程的定解理论和垂向特征函数的正交性求得波浪力的近似解。下式中，x、y、z及θ为风浪联合模型状态参量，ω为波频、k为波数、H为波高、d为水深，Rspar为支撑平台的有效半径，J0、Jm、i为Bessel函数参量。
在此结果下，利用Sturm-Liouville理论计算浮筒的垂荡位移如下式，其中，其中m′buoy、cbuoy为浮筒的附加质量与附加阻尼，CPTO为浮筒内部液压过程的阻尼系数，Abuoy为浮筒水线面面积，Fext为海浪波激力。
得到平台在海浪中的运动响应，进而得到了浮筒吸收波浪能的平均功率如下：
对叶片受力与载荷，平台在叶素理论的基础上，利用离散-微元法进行积分得到叶素的转矩，进而得到风力发电机的功率。在此过程中，叶片桨距角控制器建立了H∞控制器的非线性动力系统，利用多元微分方程稳定性理论和Newton迭代法寻找渐近稳定点并进行局部线性化，如下式，得到了相对简洁的线性模型。
本发明提出的新型浮式海上风浪联合发电机能够实现海洋风能与波浪能的综合利用，达到了使用绿色清洁能源发电的目的。同时针对传统的浮式海上发电机不安全、发电能力不足等方面进行改进，大大增加了平台的稳定性与发电效益，同时简化了整个系统的制作工艺，使得海上风浪联合发电项目的前景发展更加可观。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种浮式海上风浪联合发电机，其特征在于：包括三浮筒式辅助平台、立柱式支撑平台及自锁连接系统；其中，三浮筒式辅助平台通过自锁连接系统与立柱式支撑平台上的导轨连接；所述立柱式支撑平台由硬舱、软舱、中段、可变压载舱组成：所述三浮筒式辅助平台由三个惯性式波浪能发电浮筒与若干桁架组成；所述自锁连接系统由导轨、外轴套、内轴套与约束弹簧等组成。
2.根据权利要求1所述的一种浮式海上风浪联合发电机，其特征在于：硬舱即浮力舱是水线以下的部分密封空心体，提供立柱式支撑平台所需浮力，采用内方外圆柱状舱室；软舱即压载舱利用固定在中心底部的压载物来提供压载，采用方形截面箱型结构；软舱由桁架和底部压载物组成；中段连接硬舱与软舱，使立柱式支撑平台获得稳性特征，采用方形桁架结构；可变压载舱设置于硬舱的底部，用于调节立柱式支撑平台的吃水情况。
3.根据权利要求1或2所述的一种浮式海上风浪联合发电机，其特征在于：惯性式波浪能发电浮筒包括一个大型惯性体、悬挂弹簧、液压缸、活塞系统与支撑臂；惯性式波浪能发电浮筒的顶端固定四根悬挂弹簧，下端共同连接一个大型惯性体；液压缸通过四个横向固定在惯性式波浪能发电浮筒壁上的支撑臂固定在惯性式波浪能发电浮筒的中央；大型惯性体通过活塞系统与液压缸连接，大型惯性体沿着悬挂弹簧相对于惯性式波浪能发电浮筒壳体作上下运动，将动能转化为液压能。
4.根据权利要求1所述的一种浮式海上风浪联合发电机，其特征在于：所述自锁连接系统由导轨、外轴套、内轴套与约束弹簧组成；导轨安装在立柱式支撑平台上；外部设有深度平行螺纹；导轨下端通过一段圆台状结构与下部硬舱相连；内轴套内接导轨中部位置，且两者保持固定；外部通过约束弹簧与外轴套相连；内轴套上方设置滑动环面与限位导轨，滑动环面通过限位导轨上下滑动，保证外轴套在波浪力作用下进行垂荡运动，约束弹簧则在自锁连接系统中起到连接和缓冲主体受到冲击力的作用；外轴套内部通过约束弹簧连接内轴套，外部通过第二类桁架连接三个惯性式波浪能发电浮筒，上部与下部圆周上设置可伸缩环形啮合齿，在自锁时与导轨上的深度螺纹啮合。
5.根据权利要求1所述的一种浮式海上风浪联合发电机，其特征在于：为增加三浮筒式辅助平台的稳定性，三个惯性式波浪能发电浮筒排列为等边三角形的形状，惯性式波浪能发电浮筒间以第二类桁架连接；惯性式波浪能发电浮筒为上大下小的倒圆台结构，在惯性式波浪能发电浮筒内部进行能量转换，同时通过嵌入桁架中的电缆将电能汇集到硬舱上部的蓄能装置中。
6.根据权利要求1或2或4所述的一种浮式海上风浪联合发电机，其特征在于：在立柱式支撑平台与外轴套轴线重合时，不触发自锁指令，此时立柱式支撑平台上的风力发电机受风力作用发电，三浮筒式辅助平台作自由垂荡运动；立柱式支撑平台在未自锁状态下能够在内轴套内上下运动；在自锁状态下，外轴套与立柱式支撑平台上的导轨固定，导致立柱式支撑平台无法在内轴套内上下运动。
7.一种根据权利要求1所述的浮式海上风浪联合发电机的工作方法，其特征在于：共包括：横荡、纵荡、横摇、纵摇、艏摇与垂荡六种运动模态，其中；
在未自锁情况下，随波浪起伏时自锁连接系统与立柱式支撑平台同时进行横荡、纵荡、横摇及纵摇四种运动模态，另外两种运动模态艏摇与垂荡，则不与立柱式支撑平台同步；
在自锁的情况下，自锁连接系统限制三浮筒式辅助平台与立柱式支撑平台，共同进行六种模态的运动。
8.根据权利要求7所述的浮式海上风浪联合发电机的工作方法，其特征在于：在海况良好的情况下，立柱式支撑平台相较于三浮筒式辅助平台的倾斜角度小于Ψ，处于未自锁状态；立柱式支撑平台上的风力发电机收集海风风能，转化为电能；惯性式波浪能发电浮筒在随机波浪的作用下起伏做上下运动，将波浪能最终转化为电能。
9.根据权利要求7所述的浮式海上风浪联合发电机的工作方法，其特征在于：在海况恶劣的情况下，立柱式支撑平台相较于三浮筒式辅助平台的倾斜角度大于阈值Ψ，导轨上的深度螺纹与外轴套上的环形啮合齿相啮合，保证立柱式支撑平台与三浮筒式辅助平台相对固定，惯性式波浪能发电浮筒仍随立柱式支撑平台作小幅度的上下运动收集波浪能，风力发电机视海风情况决定是否工作。
10.根据权利要求7或8或9所述的浮式海上风浪联合发电机的工作方法，其特征在于：惯性式波浪能发电浮筒在发电过程中，液压缸随惯性式波浪能发电浮筒上下振荡，大型惯性体由于惯性会与液压缸产生相对位移，通过压缩液体将机械能转化为液压能，在液压转换系统中将液压能转换为电能；惯性式波浪能发电浮筒产生的电能将储存在蓄能装置中用作风力发电机的用电消耗，风力发电机产生的电能通过海上升压站升压后运回陆地。
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