CN116428119B - 一种漂浮式海洋风力发电基础 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及海洋风力发电技术领域，具体公开了一种漂浮式海洋风力发电基础，包括漂浮基座以及姿态调控模块，漂浮基座包括用于支撑风力发电系统的底座、漂浮于海洋中用于支撑底座的浮台、设置于底座周侧并用于调节底座姿态的多个浮球，多个浮球均浮动设置于海洋中；调控模块包括姿态监测机构和浮力调节机构，姿态监测机构用于对底座的浮动姿态进行动态监测，浮力调节机构用于调节各浮球的浮力，以对底座的浮动姿态进行调节。本申请中的姿态监测机构能够对漂浮基座的平衡姿态进行实时监测，当漂浮基座的姿态受外界的影响和发生变化时，姿态监测机构能够控制浮力调节机构对底座的姿态进行调节，使漂浮基座的姿态始终保持平衡和稳定。
Description
技术领域
本申请涉及海洋风力发电技术领域，尤其是涉及一种漂浮式海洋风力发电基础。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生能源，逐渐受到人们的重视，利用风能发电也越来越普遍。风力发电的原理，是利用风力带动发电机上的叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，以此来促使发电机发电。
风力发电机通常安装在陆地和海洋中，由于海洋上的风力比陆地上的风力要更大，且一般不会受地形阻力的影响，使得海上风力发电系统的发电功率要比陆地上的风力发电功率更大。海上风力发电不占用土地资源，且更加靠近东南海沿岸相对发达的地区，在电力传输的过程中产生的损耗更低，因此海洋风力发电具有较大的发展优势。
在近海区域，由于近海的海洋深度相对较浅，可同陆地风力发电采用打桩并修建地基的方式来对风力发电机进行安装固定。而在远海领域，海洋深度更深，其安装难度也大幅度提升，且建造成本大幅度提高，因此通常在远海领域的风电安装过程中，采用漂浮式的基础来对风力发电机进行安装固定。
但是由于远海领域的风力也更大，且海浪的波动也越剧烈，通常的漂浮式风力发电基础虽然能够抵抗住海水和风力的冲击而不发生倾倒，但是当风力发电基础受到海水和风力的冲击时，风力发电基础还是会产生一定的倾斜和偏移，导致风力发电机的发电部分会产生相应的波动，从而使风力发电机的发电过程不够稳固。
为此，我们提出一种漂浮式海洋风力发电基础来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种漂浮式海洋风力发电基础，以解决上述背景技术中提出的现有漂浮式风力发电基础受到冲击而产生摇晃和偏移的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种漂浮式海洋风力发电基础，包括漂浮基座以及姿态调控模块，所述漂浮基座包括用于支撑风力发电系统的底座、漂浮于海洋中用于支撑底座的浮台、设置于底座周侧并用于调节底座姿态的浮球，所述浮球于底座周侧环布设置有多个，且多个浮球均浮动设置于海洋中；
所述调控模块包括姿态监测机构和浮力调节机构，所述姿态监测机构用于对底座的浮动姿态进行动态监测，所述浮力调节机构用于调节各浮球的浮力，以对底座的浮动姿态进行调节。
通过采用上述技术方案，本权利要求书提出的漂浮式海洋风力发电基础是一种新型的海洋风力发电设备，其结构简单，安装方便，能够有效地利用海上风能，实现绿色能源的利用。
该漂浮基座上设置有姿态监测机构和浮力调节机构，姿态监测机构能够对漂浮基座的水平姿态进行实时监测，当漂浮基座的姿态受到海上环境的影响而发生变化时，此时姿态监测机构能够检测出来，并控制浮力调节机构对每个浮球的浮力进行调节，使漂浮基座的姿态重新回到水平，以此来实现对漂浮基座姿态的实时调节。
该方式能够使风力发电系统受到外界环境影响时能够保持稳定，大幅度降低了漂浮式风力发电基础发生倾倒的可能性，从而实现风力发电基础在海上漂浮时的稳定。该风力发电基础适用于各种海洋环境，能够有效地抵御海浪和风力的影响，保证风力发电机组的正常运行，使风力发电系统的发电更加稳定。
在进一步的实施例中，所述姿态监测机构包括安装于所述浮球内且用于检测所述底座倾斜程度的传感器以及用于对所述传感器的信号进行接收和处理的控制器，所述控制器分别和所述传感器、所述浮力调节机构电性连通。
通过采用上述技术方案，当漂浮基座受海上天气的影响而发生浮动或倾斜时，此时底座也会发生浮动或倾斜，安装在每个浮球内的传感器能够分别对底座的各个位置进行倾斜度的检测，并将检测到的倾斜度信号传输给控制器，控制器控制浮力调节机构对相应浮球的浮力进行调节，此时不同位置的浮球分别对底座的不同位置进行调节，使底座的姿态发生改变，最终使底座趋于水平并保持稳定。
在进一步的实施例中，所述浮球内设置有密闭空间，所述浮球和所述密闭空间之间围设形成密封腔，所述浮力调节机构设置于所述密闭空间内；
所述浮力调节机构包括设置于所述密闭空间内的输水组件以及气压调节组件，所述输水组件于所述控制器的控制下将海洋中的水送入所述密封腔内，以调节所述浮球的重力；
所述密封腔内还设置有与所述浮球外部连通的排水组件，所述气压调节组件于所述控制器的控制下对所述密封腔内的气压进行调节，以使所述密封腔内的水经所述排水组件排出所述浮球外。
通过采用上述技术方案，当需要对浮球的浮力进行调节时，控制器控制输水组件来将海水泵送进对应浮球的密封腔内，此处的对应浮球指代位于较高位置的浮球，由于海水进入密封腔内，此时浮球的重量变大，因此浮球会对底座较高的一端进行按压，以此来使底座的姿态调节到水平。
在进一步的实施例中，还包括用于对海上风力进行监测的风力监测机构、对海上浪潮进行监测的浪潮监测机构以及信号分析处理机构，所述信号分析处理机构和所述传感器、所述控制器、所述输水组件、所述气压调节组件、所述风力监测机构以及所述浪潮监测机构电性连通；
所述信号分析处理机构能够根据所述风力监测机构和所述浪潮监测机构计算出所述漂浮基座受到的合力的大小和方向，所述控制器能够根据所述合力的大小和方向控制所述输水组件和所述气压调节组件调节所述底座的姿态；
当所述合力的大小低于设定值时，所述控制器控制所述输水组件和所述气压调节组件调节所述底座至水平姿态，当所述合力的大小高于设定值时，所述控制器控制所述输水组件和所述气压调节组件调节所述底座向受到合力相反的方向倾斜。
通过采用上述技术方案，风力检测机构能够测量出漂浮基座处的风速和风向，根据信号分析处理机构计算出风力的大小和方向，浪潮监测机构能够测量出漂浮基座处的浪高和波浪频谱，根据信号分析处理机构计算出波浪的方向和大小，然后信号分析处理机构将风力和波浪的合力计算出来，得到风电基础受到的合力大小和方向。
信号分析处理机构对计算出的合力大小进行判断，与预设的设定值进行大小的比较，若合力大小大于设定值时，表示此合力作用到风电基础上会对风电基础造成的姿态影响，从而影响风力发电系统的正常运行。
此时信号分析处理机构控制输水组件和气压调节组件对各处浮球的重力进行调节，使漂浮基座在受到合力影响前预先向合力的相反方向倾斜一定角度，当合力作用在漂浮基座上时，此时合力会带动漂浮基座的姿态调节至水平状态，以此来消减合力施加给漂浮基座的力，使漂浮基座受力而产生的加速度难以使漂浮基座发生倾倒或产生较大的经济损失。
当合力大小未达到设定值时，此时信号分析处理机构不会根据合力的大小和方向对漂浮基座的姿态进行预先调节，而是始终根据姿态监测机构和浮力调节机构来对漂浮基座的姿态进行实时调节，使漂浮基座处于水平的姿态。
从而对不同天气环境下的漂浮基座进行不同调节，使风力发电系统始终处于稳定的工作状态。
在进一步的实施例中，所述风力发电系统包括塔架、发电机组以及风电叶片，所述发电机组安装于所述塔架的顶端，所述风电叶片安装于所述发电机组的输入端上，所述塔架内安装有用于对所述风电叶片的角度进行调节的角度调节机构，所述角度调节机构和所述信号分析处理机构电性连通；
所述风力监测机构能够对所述漂浮基座受到的风力大小和方向进行检测，当风力大小大于预置的设置值时，所述信号分析处理机构根据风力大小和方向控制所述角度调节机构调节所述风电叶片的角度。
通过采用上述技术方案，风力检测机构能够对漂浮基座受到的风力大小和方向进行检测，然后将检测到的数据信号传输给信号分析处理机构，信号分析处理机构对接收到的信号和预设值进行比较。
当风力大小大于预置的设置值时，信号分析处理机构根据风力大小和方向控制角度调节机构调节风电叶片的角度，使风电叶片的角度变小，以避免风电叶片受到过大的力量而发生损坏。
当风力大小低于另一设定值时，信号分析处理机构控制角度调节机构，使风电叶片的角度变大，以便更好地利用风能，提高风能的利用率，以此来提高风力发电的发电效率。
在进一步的实施例中，所述角度调节机构包括固定安装在所述塔架内的动力组件、设置在所述动力组件输出端上的主动锥齿轮以及套设固定于各所述风电叶片端部的从动锥齿轮，所述主动锥齿轮和所述从动锥齿轮相互啮合，所述动力组件与所述信号分析处理机构电性连通。
通过采用上述技术方案，当信号分析处理机构控制动力组件工作时，动力组件的输出端带动主动锥齿轮转动，主动锥齿轮带动与之啮合的从动锥齿轮转动，此时从动锥齿轮带动各风电叶片同步转动，使各风电叶片的角度调节到合适位置，从而降低风电叶片的损坏以及提高风力发电时对风能的利用率，以此来提高发电效率。
在进一步的实施例中，所述浮台固定于所述底座下方，且所述浮台下方设置有对所述漂浮基座的重心进行下移的重心稳定机构。
通过采用上述技术方案，重心稳定机构能够将整个漂浮基座的重心下移，使漂浮基座的重心始终位于靠近底部的位置，使漂浮基座的漂浮姿态更加稳定，进一步降低了漂浮基座受到外界环境的影响。
在进一步的实施例中，所述重心稳定机构包括固定安装于所述浮台底部的半球形密封仓以及设置在所述半球形密封仓靠近底部空间内的密封隔板，所述密封隔板下方的半球形密封仓内灌满用于使所述漂浮基座的重心降低的液体。
通过采用上述技术方案，将隔板下方的半球形密封仓中灌注密度较大的液体，使整个漂浮基座的重心整个下移，从而使漂浮基座的姿态更加稳定，更不容易发生倾倒。
在进一步的实施例中，所述半球形密封仓的下方设置有用于对所述底座进行牵拉的牵拉机构，所述牵拉机构的牵拉方向与所述底座受到的浮力方向位于同一延长线上且方向相反。
通过采用上述技术方案，牵拉机构能够对整个漂浮基座进行牵拉，使漂浮基座难以受到海水冲击而发生移动，且向下牵拉的牵拉机构能够与漂浮基座的重力以及受到浮力保持更加稳定的平衡。
在进一步的实施例中，所述漂浮基座上还安装有远程监测机构，所述远程监测机构能够用于对风力发电系统的运行状况进行实时监测。
通过采用上述技术方案，能够远程对漂浮基座的姿态以及各项数据进行实时监控，从而对风力发电系统的正常运行状态进行实时掌控。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.姿态监测机构能够对漂浮基座的水平姿态进行实时监测，当漂浮基座的姿态受到海上环境的影响而发生变化时，此时姿态监测机构能够检测出来，并控制浮力调节机构对每个浮球的浮力进行调节，使漂浮基座的姿态重新回到水平，以此来实现对漂浮基座姿态的实时调节；
2.风力检测机构能够测量出漂浮基座处的风速和风向，根据信号分析处理机构计算出风力的大小和方向，浪潮监测机构能够测量出漂浮基座处的浪高和波浪频谱，根据信号分析处理机构计算出波浪的方向和大小，然后信号分析处理机构将风力和波浪的合力计算出来，得到风电基础受到的合力大小和方向，将合力与设定值进行比较，对此来判断是否需要对漂浮基座的姿态进行调节；
3.风力检测机构能够对漂浮基座受到的风力大小和方向进行检测，然后将检测到的数据信号传输给信号分析处理机构，信号分析处理机构对接收到的信号和预设值进行比较，信号分析处理机构根据风力大小和方向控制角度调节机构调节风电叶片的角度，以避免风电叶片受到过大的力量而发生损坏或提高风能的利用率。
本发明提出的漂浮式海洋风力发电基础是一种新型的海洋风力发电设备，其结构简单，安装方便，能够有效地利用海上风能，实现绿色能源的利用。设置的姿态监测机构能够对漂浮基座的水平姿态进行实时监测，当漂浮基座的姿态受到海上环境的影响而发生变化时，此时姿态监测机构能够检测出来，并控制浮力调节机构对每个浮球的浮力进行调节，使漂浮基座的姿态重新回到水平，以此来实现对漂浮基座姿态的实时调节。
附图说明
图1是本申请实施例中一种漂浮式海洋风力发电基础的整体结构示意图。
图2是图1中浮球的内部剖视图。
图3是图1中风电叶片处的部分爆炸结构示意图。
附图标记：1、底座；11、浮台；12、浮球；2、重心稳定机构；3、牵拉机构；31、钢索；32、牵拉块；4、塔架；41、风电叶片；5、姿态监测机构；51、传感器；52、控制器；6、浮力调节机构；61、输水组件；62、气压调节组件；7、密封腔；8、排水组件；9、角度调节机构；91、动力组件；92、主动锥齿轮；93、从动锥齿轮。
具体实施方式
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。
以下结合附图1-3，对本发明作进一步详细说明。
一种漂浮式海洋风力发电基础，用于安装风力发电系统，包括漂浮基座以及姿态调控模块，风力发电系统安装在漂浮基座上，姿态调控模块能够根据漂浮基座受到的海上影响而实时对漂浮基座的姿态进行调节，使漂浮基座始终处于水平的稳定姿态，使风力发电系统的发电过程始终处于正常状态。
参照图1，漂浮基座包括用于支撑风力发电系统的底座1、漂浮于海洋中用于支撑底座1的浮台11、设置于底座1周侧并用于调节底座1姿态的浮球12。
浮台11固定于底座1下方，且浮台11下方设置有对漂浮基座的重心进行下移的重心稳定机构2，重心稳定机构2包括固定安装于浮台11底部的半球形密封仓以及设置在半球形密封仓靠近底部空间内的密封隔板，密封隔板下方的半球形密封仓内灌满用于使漂浮基座的重心降低的液体。
液体可采用密度较大的液体，本实施例中采用硅油，在其他实施例中，也可采用水来代替。
参照图1，半球形密封仓的下方设置有用于对底座1进行牵拉的牵拉机构3，牵拉机构3包括钢索31和牵拉块32，钢索31一端与半球形密封仓的底部固定连接，另一端与牵拉块32固定连接，在牵拉块32的牵拉作用下，钢索31保持绷直状态，且牵拉块32的牵拉方向与底座1受到的浮力方向位于同一延长线上且方向相反。
参照图1，风力发电系统包括塔架4、发电机组以及风电叶片41，塔架4固定安装在底座1上，发电机组安装在塔架4的顶端，风电叶片41设置有多个叶片，多个风电叶片41均安装在发电机组的输入端上，在风力的作用下，各风电叶片41同步转动，从而带动发电机组进行发电。
调控模块包括姿态监测机构5和浮力调节机构6，浮球12于底座1周侧环布设置有多个，且多个浮球12均浮动设置在海洋中，即各浮球12部分球体伸出水面，部分球体浸没在海水内；
姿态监测机构5用于对底座1的浮动姿态进行动态监测，当海上环境发生变化时，姿态监测机构5能够控制浮力调节机构6对各浮球12的重力进行调节，以此来对底座1的浮动姿态进行调节。
参照图1和图2，浮球12内设置有密闭空间，浮球12和密闭空间之间围设形成密封腔7，姿态监测机构5和浮力调节机构6均设置在密闭空间内，具体的，姿态监测机构5包括传感器51和控制器52，传感器51采用倾斜角度传感器，倾斜角度传感器固定安装在密闭空间内，当底座1处于水平姿态时，倾斜角度传感器位于水平状态，此时倾斜角度传感器的测量值为零；
控制器52分别和传感器51以及浮力调节机构6电性连通，当倾斜角度传感器测量到底座1发生倾斜时，此时倾斜角度传感器将角度信号传输给控制器52，控制器52控制浮力调节机构6对各浮球12的浮力进行调节，使发生倾斜的底座1重新调节至水平姿态。
参照图1和图2，浮力调节机构6包括输水组件61以及气压调节组件62，输水组件61和气压调节组件62均安装在密闭空间内，输水组件61能够将海水泵送进对应浮球12的密封腔7内，气压调节组件62能够对各浮球12的密封腔7内的气压进行调节，且能够将位于密封腔7内的水压出浮球12外。
输水组件61包括固定安装在密闭空间内的水泵、分别与水泵进水口和出水口连通的进水管和出水管以及分别设置在进水管、出水管内的单向阀，进水管伸出浮球12外，出水管远离水泵的一端伸进密封腔7内。
当需要对浮球12的浮力进行调节时，控制器52控制水泵工作，来将海水泵送进对应浮球12的密封腔7内，由于海水进入密封腔7内，此时浮球12的重量变大，因此浮球12会对底座1较高的一端进行按压，以此来使底座1的姿态调节到水平。
密封腔7内还固定安装有与浮球12外部连通的排水组件8，排水组件8包括排水管和设置在排水管端部的单向阀，单向阀的作用都是为了使水能够单向流动。
气压调节组件62包括固定安装在密闭空间内的气泵以及与气泵进气端和出气端连通的进气管和出气管，进气管远离气泵的一端伸出浮球12外且位于海面以上位置，出气管远离气泵的一端伸进密封腔7内，控制器52能过控制气泵来对密封腔7内的气压进行调节；
当需要将密封腔7内的海水排出时，通过对密封腔7进行加压的方式，来将海水排出浮球12外，从而对浮球12的重力进行调节，以此来改变底座1的姿态。
漂浮式海洋风力发电基础还包括用于对海上风力进行监测的风力监测机构、对海上浪潮进行监测的风力监测机构以及信号分析处理机构。风力监测机构、风力监测机构以及信号分析处理机构在图中均未示出，信号分析处理机构和传感器51、控制器52、输水组件61、气压调节组件62、风力监测机构以及浪潮监测机构电性连通。
信号分析处理机构能够根据风力监测机构和浪潮监测机构计算出漂浮基座受到的合力的大小和方向，控制器52能够根据合力的大小和方向控制输水组件61和气压调节组件62调节底座1的姿态；
当合力的大小低于设定值时，控制器52控制输水组件61和气压调节组件62调节底座1至水平姿态，当合力的大小高于设定值时，控制器52控制输水组件61和气压调节组件62调节底座1向受到合力相反的方向倾斜，使漂浮基座在受到影响之前预先倾斜一定的角度，此角度的大小和方向在下面会详细进行说明。
风力监测机构包括风速计和风向传感器，二者均和信号分析处理机构电性连通，且风速计和风向传感器均安装在漂浮基座上，风速计和风向传感器可以测量风速和风向。
风力大小的计算基于风速的向量合成，即将东西向和南北向的风速分量合成为一个风速向量，然后计算这个向量的模长，风力方向的计算则是风速向量与东西向之间的夹角，可以使用反正切函数计算。可由以下公式进行计算：风力方向＝arctan(v/u)，其中，u和v分别为风速计测量得到的东西向和南北向的风速分量。
浪潮监测机构包括浪高计和波浪频谱仪，二者均和信号分析处理机构电性连通，且浪高计和波浪频谱仪均安装在漂浮基座上，二者能够测量波浪的频率和波长。
基于波浪的线性理论，假设波浪是由多个正弦波叠加而成，每个正弦波的振幅和相位都可以通过波浪频谱计算得到。波浪方向的计算基于波浪的波向分布，即不同波数的波向所占的比例，浪力大小的计算则是所有波浪振幅的平方和的开方。其中，n为波浪频谱中的波数个数，Ak为第k个波数的波幅，θk为第k个波数的波向。
将风力和波浪的合力计算出来，得到风电基础受到的合力大小和方向，得到风力发电基础受到的合力大小和方向，计算公式如下： 其中，θ为风力和波浪的夹角。
根据合力大小和方向计算出需要对漂浮基座预先调节的角度，可以使用以下公式：浮力大小为风电基础的浮力大小。
通过浮力调节机构6控制风电基础的倾斜角度，使其向受到合力相反的方向倾斜，可以使用以下公式：倾斜角度＝调节角度×倾斜系数，其中，倾斜系数为浮力调节机构6的倾斜系数。
信号分析处理机构对计算出的合力大小进行判断，与预设的设定值进行大小的比较，若合力大小大于设定值时，表示此合力作用到风电基础上会对风电基础造成的姿态影响，从而影响风力发电系统的正常运行。
此时信号分析处理机构控制输水组件61和气压调节组件62对各处浮球12的重力进行调节，使漂浮基座在受到合力影响前预先向合力的相反方向倾斜一定角度；
当合力作用在漂浮基座上时，此时合力会带动漂浮基座的姿态调节至水平状态，以此来消减合力施加给漂浮基座的力，使漂浮基座受力而产生的加速度难以使漂浮基座发生倾倒或产生较大的经济损失。
当合力大小未达到设定值时，此时信号分析处理机构不会根据合力的大小和方向对漂浮基座的姿态进行预先调节，而是始终根据姿态监测机构5和浮力调节机构6对漂浮基座的姿态进行实时调节，使漂浮基座处于水平的姿态。从而对不同天气环境下的漂浮基座进行不同调节，使风力发电系统始终处于稳定的工作状态。
为了根据风力的大小对风电叶片41进行保护以及提高风力发电的发电效率，塔架4内安装有用于对风电叶片41的角度进行调节的角度调节机构9，角度调节机构9和信号分析处理机构电性连通。
风力监测机构能够对漂浮基座受到的风力大小和方向进行检测，当风力大小大于预置的设置值时，信号分析处理机构根据风力大小和方向控制角度调节机构9调节风电叶片41的角度。
参照图3，角度调节机构9包括固定安装在塔架4内的动力组件91、设置在动力组件91输出端上的主动锥齿轮92以及套设固定于各风电叶片41端部的从动锥齿轮93，动力组件91包括驱动电机以及安装座，驱动电机和信号分析处理机构电性连通，驱动电机固定安装在安装座上，安装座固定在塔架4上，驱动电机的输出端和主动锥齿轮92同轴固定连接，主动锥齿轮92和从动锥齿轮93相互啮合。
当信号分析处理机构控制驱动电机工作时，驱动电机的输出端带动主动锥齿轮92转动，主动锥齿轮92带动与之啮合的从动锥齿轮93转动，此时从动锥齿轮93带动各风电叶片41同步转动，使各风电叶片41的角度调节到合适位置，从而降低风电叶片41的损坏以及提高风力发电时对风能的利用率，以此来提高发电效率。
在可行的实施方式中，风电叶片41的转动角度可以通过计算出的风力大小和方向来确定。具体计算过程如下：
S1：先计算出风速的东西向分量u和南北向分量v。假设风速计测量得到的风速为V，风向传感器测量得到的风向为θ，则：u＝Vcos(θ),v＝Vsin(θ)；
S2：计算出风速的向量合成。将东西向和南北向的风速分量合成为一个风速向量，即：
S3：计算出风速向量与水平方向之间的夹角α。根据三角函数的定义，可以得到：sin(α)＝v/Vcos(α)＝u/V0an(α)＝v/u；
S4：根据风力的大小和方向，计算出风电叶片41需要调整的转动角度β。一般来说，叶片的转动角度应该与风速向量的方向保持一定的夹角，即：β＝α–θ，其中，θ为风向传感器测量得到的风向，α为风速向量与水平方向之间的夹角；
S5：根据计算出的转动角度β，使用电机或液压系统控制叶片的转动角度，使其达到需要的角度。
计算过程的原理是根据风速的大小和方向计算出风速向量和水平方向之间的夹角，然后根据需要保持的风电叶片41转动角度与风速向量的方向之间的夹角计算出风电叶片41需要调整的转动角度。这样可以使风电叶片41更好地利用风能，提高风电机组的发电效率。
漂浮基座上还安装有远程监测机构，远程监测机构能够用于对风力发电系统的运行状况进行实时监测。配合风力监测机构和浪潮监测机构进一步对漂浮基座的状态进行调节和监控，使风力发电始终处于正常的运行状态。
本申请中所涉及到的所有公式算法只是提供一种可行的实施方式，并非唯一的实施方式，在其他实施例中，也可用其他可行的公式进行计算。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种漂浮式海洋风力发电基础，其特征在于：包括漂浮基座以及姿态调控模块，所述漂浮基座包括用于支撑风力发电系统的底座(1)、漂浮于海洋中用于支撑底座(1)的浮台(11)、设置于底座(1)周侧并用于调节底座(1)姿态的浮球(12)，所述浮球(12)于底座(1)周侧环布设置有多个，且多个浮球(12)均浮动设置于海洋中；
所述调控模块包括姿态监测机构(5)和浮力调节机构(6)，所述姿态监测机构(5)用于对底座(1)的浮动姿态进行动态监测，所述浮力调节机构(6)用于调节各浮球(12)的浮力，以对底座(1)的浮动姿态进行调节；
所述的一种漂浮式海洋风力发电基础，其特征在于：所述姿态监测机构(5)包括安装于所述浮球(12)内且用于检测所述底座(1)倾斜程度的传感器(51)以及用于对所述传感器(51)的信号进行接收和处理的控制器(52)，所述控制器(52)分别和所述传感器(51)、所述浮力调节机构(6)电性连通；
所述的一种漂浮式海洋风力发电基础，其特征在于：所述浮球(12)内设置有密闭空间，所述浮球(12)和所述密闭空间之间围设形成密封腔(7)，所述浮力调节机构(6)设置于所述密闭空间内；
所述浮力调节机构(6)包括设置于所述密闭空间内的输水组件(61)以及气压调节组件(62)，所述输水组件(61)于所述控制器(52)的控制下将海洋中的水送入所述密封腔(7)内，以调节所述浮球(12)的重力；
所述密封腔(7)内还设置有与所述浮球(12)外部连通的排水组件(8)，所述气压调节组件(62)于所述控制器(52)的控制下对所述密封腔(7)内的气压进行调节，以使所述密封腔(7)内的水经所述排水组件(8)排出所述浮球(12)外；
所述的一种漂浮式海洋风力发电基础，其特征在于：还包括用于对海上风力进行监测的风力监测机构、对海上浪潮进行监测的浪潮监测机构以及信号分析处理机构，所述信号分析处理机构和所述传感器(51)、所述控制器(52)、所述输水组件(61)、所述气压调节组件(62)、所述风力监测机构以及所述浪潮监测机构电性连通；
所述信号分析处理机构能够根据所述风力监测机构和所述浪潮监测机构计算出所述漂浮基座受到的合力的大小和方向，所述控制器(52)能够根据所述合力的大小和方向控制所述输水组件(61)和所述气压调节组件(62)调节所述底座(1)的姿态；
当所述合力的大小低于设定值时，所述控制器(52)控制所述输水组件(61)和所述气压调节组件(62)调节所述底座(1)至水平姿态，当所述合力的大小高于设定值时，所述控制器(52)控制所述输水组件(61)和所述气压调节组件(62)调节所述底座(1)向受到合力相反的方向倾斜。
2.根据权利要求1所述的一种漂浮式海洋风力发电基础，其特征在于：所述风力发电系统包括塔架(4)、发电机组以及风电叶片(41)，所述发电机组安装于所述塔架(4)的顶端，所述风电叶片(41)安装于所述发电机组的输入端上，所述塔架(4)内安装有用于对所述风电叶片(41)的角度进行调节的角度调节机构(9)，所述角度调节机构(9)和所述信号分析处理机构电性连通；
所述风力监测机构能够对所述漂浮基座受到的风力大小和方向进行检测，当风力大小大于预置的设置值时，所述信号分析处理机构根据风力大小和方向控制所述角度调节机构(9)调节所述风电叶片(41)的角度。
3.根据权利要求2所述的一种漂浮式海洋风力发电基础，其特征在于：所述角度调节机构(9)包括固定安装在所述塔架(4)内的动力组件(91)、设置在所述动力组件(91)输出端上的主动锥齿轮(92)以及套设固定于各所述风电叶片(41)端部的从动锥齿轮(93)，所述主动锥齿轮(92)和所述从动锥齿轮(93)相互啮合，所述动力组件(91)与所述信号分析处理机构电性连通。
4.根据权利要求1所述的一种漂浮式海洋风力发电基础，其特征在于：所述浮台(11)固定于所述底座(1)下方，且所述浮台(11)下方设置有对所述漂浮基座的重心进行下移的重心稳定机构(2)。
5.根据权利要求4所述的一种漂浮式海洋风力发电基础，其特征在于：所述重心稳定机构(2)包括固定安装于所述浮台(11)底部的半球形密封仓以及设置在所述半球形密封仓靠近底部空间内的密封隔板，所述密封隔板下方的半球形密封仓内灌满用于使所述漂浮基座的重心降低的液体。
6.根据权利要求5所述的一种漂浮式海洋风力发电基础，其特征在于：所述半球形密封仓的下方设置有用于对所述底座(1)进行牵拉的牵拉机构(3)，所述牵拉机构(3)的牵拉方向与所述底座(1)受到的浮力方向位于同一延长线上且方向相反。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种漂浮式海洋风力发电基础，其特征在于：所述漂浮基座上还安装有远程监测机构，所述远程监测机构能够用于对风力发电系统的运行状况进行实时监测。
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