CN116517780A - 基于漂浮式风机的海空设备系统及其控制方法 - Google Patents

基于漂浮式风机的海空设备系统及其控制方法 Download PDF

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CETC 36 Research Institute
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Abstract

本申请揭示了一种基于漂浮式风机的海空设备系统及其控制方法，第一组天线设置于塔筒桩柱顶部的自由端；第二组天线设置于塔筒桩柱位于风叶发电机组件整体的下部；本发明提供的基于漂浮式风机的海空设备系统及其控制方法，利用塔筒桩柱形成天然的海空高度支点，在高空支点中通过耦合结构设计，漂浮平台上的风机部对海空设备系统稳定供能，实现第一组天线和第二组天线的设置协调于风叶发电机组件的兼容共存问题；在抗台设计方面，具有较短的载荷传递路径，且第一组天线、第二组天线、储能系统、柴油发电机组、变电装置和控制中心的重量可以抵消部分风轮弯矩，降低风机部顶部综合承载，提升抗台风特性。

Description

基于漂浮式风机的海空设备系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及海空设备领域，特别涉及一种基于漂浮式风机的海空设备系统及其控制方法。
背景技术
在海洋上建设海空设备系统一直缺乏便捷可靠的空间、信息和能源等方面的基础保障。如在安装空间方面，一般利用海上平台和浮标等作为基础安装平台，可提供部分安装空间，但海上平台造价高、浮标安装又存在空间限制的问题。又比如在能源保障方面，长距离传输的电能面临着造价高、不利于维护等问题，海洋能就地利用变成趋势。
据目前了解可知，外海暂只能借助相关的浮标等手段作为平台支撑，但难开展设备的大规模、稳定安装，难以开展设备的有效运维保障安装，供电只能依靠光伏等手段，大规模的用电难以实现。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种基于漂浮式风机的海空设备系统及其控制方法，旨在解决海空设备系统缺乏便捷可靠的空间和能源方面基础的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于漂浮式风机的海空设备系统，包括：
漂浮式风机，包括漂浮平台和风机部，所述风机部包括塔筒桩柱和风叶发电机组件，所述风叶发电机组件包括用于产生电压的风叶，所述塔筒桩柱设置于所述漂浮平台，所述风叶发电机组件设置于所述塔筒桩柱顶部的自由端，所述风叶发电机组件配置为可以作为海空设备系统供电；
第一组天线，设置于所述塔筒桩柱顶部的自由端，所述第一组天线包括多个围绕所述塔筒桩柱设置的第一天线；
第二组天线，设置于所述塔筒桩柱位于所述风叶发电机组件整体的下部，所述第二组天线包括多个围绕所述塔筒桩柱设置的第二天线；
储能系统，设置于所述塔筒桩柱或所述漂浮平台，所述储能系统与所述风叶发电机组件匹配，且配置为可以作为海空设备系统供电；
柴油发电机组，设置于所述塔筒桩柱或所述漂浮平台，所述柴油发电机组配置为可以作为海空设备系统供电；
变电装置，设置于所述塔筒桩柱或所述漂浮平台，所述变电装置用于对海空设备系统的工作电压进行调整；
控制中心，设置于所述塔筒桩柱或所述漂浮平台，所述控制中心控制所述储能系统、所述柴油发电机组、所述第一组天线与所述第二组天线的工作。
进一步地，多个所述第一天线形成有第一上天线圈组以及第二上天线圈组，其中，所述第一上天线圈组中的所述第一天线安装朝向为斜向上，所述第二上天线圈组中的所述第一天线安装朝向为斜向上；
多个所述第二天线形成有第一下天线圈组以及第二下天线圈组，其中，所述第一下天线圈组中的所述第二天线安装朝向为斜向上，所述第二下天线圈组中的所述第二天线安装朝向为斜向上。
进一步地，所述漂浮平台包括：
圆柱形的中央立柱；
三个圆柱形的外围立柱，设于所述中央立柱的外周；
垂荡板，分别设置于所述中央立柱以及三个所述外围立柱的底部；
上部连接机构，为钢材质且设置于所述漂浮平台高度方向的上部位置并将所述中央立柱与多个所述外围立柱形成整体连接；
下部连接结构，为混凝土材质且将四个所述垂荡板连接形成整体；
其中，所述外围立柱用于与外部系泊系统形成连接。
进一步地，所述上部连接机构由多个呈圆柱形的上部连接件连接而成，所述下部连接结构与四个所述垂荡板连接形成板状结构。
进一步地，所述第一天线以及所述第二天线的各自主体部分直接与所述塔筒桩柱连接固定或通过一延伸臂连接到所述塔筒桩柱。
进一步地，所述第一天线以及所述第二天线的各自主体部分通过一延伸臂连接到所述塔筒桩柱，所述第一天线以及所述第二天线主体部分在长度方向的一端连接于所述塔筒桩柱。
进一步地，还包括配置为可以作为海空设备系统供电的备用柴油发电机组，所述备用柴油发电机组的工作协调于所述控制中心。
进一步地，所述第二组天线在所述塔筒桩柱上的固定高度不低于25米。
本发明还提供了一种控制方法，应用于上述任意一项所述的海空设备系统，包括：
S1接收信号处理需求；
S2判断信号处理需求实现所需采用第一组天线还是第二组天线；
S3若需采用第二组天线，则控制第二组天线工作；
S4若需采用第一组天线，则协调风叶发电机组件与第一组天线的工作状态以控制第一组天线正常工作。
进一步地，所述S4步骤中，
协调风叶发电机组件与第一组天线的工作状态的方式包括以下选择：
A、停止风叶发电机组件的风叶的转动，并将风叶的位置调整到不干扰第一组天线正常工作的位置；
B、第一组天线工作的时间段为风叶旋转过程中不遮挡第一组天线工作的间隙；
C、降低风叶的转速，第一组天线工作的时间段为风叶旋转过程中不遮挡第一组天线工作的间隙。
本发明提供的基于漂浮式风机的海空设备系统及其控制方法，利用塔筒桩柱形成天然的海空高度支点，在高空支点中通过耦合结构设计，漂浮平台上的风机部对海空设备系统稳定供能，实现第一组天线和第二组天线的设置协调于风叶发电机组件的兼容共存问题；在抗台设计方面，具有较短的载荷传递路径，且第一组天线、第二组天线、储能系统、柴油发电机组、变电装置和控制中心的重量可以抵消部分风轮弯矩，降低风机部顶部综合承载，提升抗台风特性。
附图说明
图1是本发明一实施例基于漂浮式风机的海空设备系统中的漂浮式风机示意图；
图2是本发明一实施例基于漂浮式风机的海空设备系统中漂浮平台的示意图；
图3是本发明一实施例基于漂浮式风机的海空设备系统的示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
参照图1至3，本发明一实施例中，一种基于漂浮式风机的海空设备系统，包括：
漂浮式风机100，包括漂浮平台110和风机部，所述风机部包括塔筒桩柱121和风叶发电机组件122，所述风叶发电机组件122包括用于产生电压的风叶123，所述塔筒桩柱121设置于所述漂浮平台110，所述风叶发电机组件122设置于所述塔筒桩柱121顶部的自由端，所述风叶发电机组件122配置为可以作为海空设备系统供电；
第一组天线200，设置于所述塔筒桩柱121顶部的自由端，所述第一组天线200包括多个围绕所述塔筒桩柱121设置的第一天线210；
第二组天线300，设置于所述塔筒桩柱121位于所述风叶发电机组件122整体的下部，所述第二组天线300包括多个围绕所述塔筒桩柱121设置的第二天线310；
储能系统400，设置于所述塔筒桩柱121或所述漂浮平台110，所述储能系统400与所述风叶发电机组件122匹配，且配置为可以作为海空设备系统供电；
柴油发电机组500，设置于所述塔筒桩柱121或所述漂浮平台110，所述柴油发电机组500配置为可以作为海空设备系统供电；
变电装置600，设置于所述塔筒桩柱121或所述漂浮平台110，所述变电装置600用于对海空设备系统的工作电压进行调整；
控制中心700，设置于所述塔筒桩柱121或所述漂浮平台110，所述控制中心700控制所述储能系统400、所述柴油发电机组500、所述第一组天线200与所述第二组天线300的工作。
现有技术中，在海洋上建设海空设备系统一直缺乏便捷可靠的空间、信息、能源等方面的基础保障。如在安装空间方面，一般利用海上平台和浮标等作为基础安装平台，可提供部分安装空间，但海上平台造价高、浮标安装又存在空间限制的问题。又比如在能源保障方面，长距离传输的电能面临着造价高、不利于维护等问题，海洋能就地利用变成趋势。据目前了解可知，外海暂只能借助相关的浮标等手段作为平台支撑，但难开展设备的大规模、稳定安装，难以开展设备的有效运维保障安装，供电只能依靠光伏等手段，大规模的用电难以实现。
在本发明中，基于漂浮式风机的海空设备系统在使用时，上、下方向是固定的，因此以上、下的方式进行了一定的方向指示。海空设备系统的主要要求包括：
1)干端设备安装要求，干端主要为储能系统400、柴油发电机组500和变电装置600等，可以安装于塔筒桩柱121中的设置的设备隔间中，而设备隔间中的设备可以采用标准化整体设计方式进行配置，从而占地面积小，以及占用体积小，安装时可采用机柜并排或上下叠层安装；
2)空中、水下传感器安装要求，常规来讲为了海空设备能够具备良好的工作性能，安装高度应距离海面上最低不低于25m，进一步地为了性能提升还可以提升安装高度到100米以上；水下部分可依托漂浮平台110的水下部分，从而实现相应深度的安装；
3)信息接口要求，用于状态监控，保持与漂浮式风机100上相关内容的通信联系等；
4)环境要求，为保证海空设备以及风机部的正常工作，对漂浮平台110的工作效果具有要求：一是摇摆限值频率小于0.1Hz，正常海况(浪高2m)摆动角度小于2度，高海况(14级强台风)下摆动角度小于8度；二是环控要求，温度范围控制在-5℃～50℃，考虑到长期可靠性，最好控制在5～30℃，湿度范围控制在≤70％；三是防护要求，具备海洋环境下的酸汽、盐雾、雨水，参照海上平台对设备间的控制标准；
5)能耗需求设置。
本发明中，针对海空设备系统的使用需求，各种因素包括尺寸、重量、功耗、运行时长、架高、摇摆限值、内部环控、维修空间需求等；经梳理后判定核心需求为漂浮平台110提供的安装空间、风叶发电机组件122安装高度以及运行时长。
本系统中，漂浮平台110提供漂浮式风机100的浮力和恢复力矩，以提供风机部的姿态稳定工作，从而在材料消耗较低的前提下，提供了较好的安装基础。
本系统中，具有第一组天线200和第二组天线300，风叶发电机组件122包括可被风力驱动的风叶123，第二组天线300设置于风叶发电机组件122整体的下部，也就是设置在风叶123旋转所涉及的空间范围之下，以免去第二组天线300的工作受到风叶123的影响。比如第二组天线300设置于风叶123旋转所涉及的空间范围下方至少2m之外，优选为5m；距离越远则第二组天线300受到的干扰越小，但会降低安装高度，反而影响第二组天线300的工作。那么在工作高度没有较高需求时，选用第二组天线300工作；当工作高度有较高需求时，需要调整风叶发电机组件122的工作，然后启用第一组天线200工作。在实施过程中，当需要应用到第一组天线200进行工作时，可以将风叶发电机组件122的风叶123完全停止，或者将风叶发电机组件122的风叶123的运转速度降低。第一天线210以及第二天线310的可以是发射信号或者接收信号或者作为信号中继的作用。
本系统中具有三个可使用的电源设备，漂浮式风机100、储能系统400和柴油发电机组500，为了保障海空设备系统中各耗电设备的正常使用以及尽可能提升运行时长，在风叶发电机组件122正常运转过程中，优先使用漂浮式风机100为海空设备系统中的耗电设备供电，同时将多余电能储存至储能系统400；当风叶发电机组件122由于各种因素暂停或停止工作时，由储能系统400为海空设备系统中的相设备供电，实现常态化24小时的工作，而当风叶发电机组件122恢复为正常工作环境时，则重新启用风叶发电机组件122作为供电电源，并将多余电力供给到储能系统400中；当储能系统400中剩余电量不足时，启动柴油发电机组500作为供电电源，并将多余电力供给到储能系统400中；当然在三个可用的电源设备在对各个耗电设备进行供电时，需要使用到变电装置600进行调压和切换交/直流状态的作用。为了海空设备的正常运转，整个海空设备系统的供电需要为稳定的变压电源。因此，根据风叶发电机组件122的装机容量、供电特点综合开展电气系统设计。其中风电变电设计中，风叶发电机组件122出口电压为1140V，根据装机规模及接入系统电压等级，风叶发电机组件122配套设置一套变电装置600设置变压至AC220作为主供电电源。考虑到海上运行环境较差、腐蚀及盐雾重，在塔筒桩柱121内部单独设置一层设备平台，各种相关设备布置在该专用平台上。考虑到海空设备系统的主要供电电源来自风叶发电机组件122，而风叶发电机组件122受外界风能环境变化影响大，因此配合设计储能系统400，且储能系统400能满足海空设备系统中负荷100％供电需求。为了避免过分冗余，按照满足常态化用电8小时来设计储能系统400的容量；假定整个海空设备系统的负载P为20kW，则储能系统400的容量设置为：P×h/DOD/μ＝20*8/0.8/0.9＝222kWh。对于风能充沛的区域或者海空设备系统所需耗能较低的情况下，风叶发电机组件122产生的多余电能还可以通过传输导出的方式直接利用，或者通过形式转化(制氢等)的方式储存而间接利用。
综上，利用塔筒桩柱121形成天然的海空高度支点，在高空支点中通过耦合结构设计，漂浮平台110上的风机部对海空设备系统稳定供能，实现第一组天线200和第二组天线300的设置协调于风叶发电机组件122的兼容共存问题；在抗台设计方面，具有较短的载荷传递路径，且第一组天线200、第二组天线300、储能系统400、柴油发电机组500、变电装置600和控制中心700的重量可以抵消部分风轮弯矩，降低风机部顶部综合承载，提升抗台风特性。
参照图1，在一个实施例中，多个所述第一天线210形成有第一上天线圈组以及第二上天线圈组，其中，所述第一上天线圈组中的所述第一天线210安装朝向为斜向上，所述第二上天线圈组中的所述第一天线210安装朝向为斜向上；
多个所述第二天线310形成有第一下天线圈组以及第二下天线圈组，其中，所述第一下天线圈组中的所述第二天线310安装朝向为斜向上，所述第二下天线圈组中的所述第二天线310安装朝向为斜向上。
以第一组天线200为例，第一天线210的安装朝向可以多样的，在本实施例中，第一上天线圈组中的第一天线210安装朝向为斜向上，那么对于朝上方向的信号发射以及接受有利，第一下天线圈组中的第一天线210安装朝向为斜向上，那么对于朝下方向的信号发射以及接受有利；当然除了斜向上以及斜向上，第一组天线200中第一天线210的安装朝向还可以具有其他的类型。在使用的过程中，控制中心700可以根据实际需要选择使用第一上天线圈组还是第二上天线圈组，或者同时使用。
参照图1至2，在一个实施例中，所述漂浮平台110包括：
圆柱形的中央立柱111；
三个圆柱形的外围立柱112，设于所述中央立柱111的外周；
垂荡板113，分别设置于所述中央立柱111以及三个所述外围立柱112的底部；
上部连接机构114，为钢材质且设置于所述漂浮平台110高度方向的上部位置并将所述中央立柱111与多个所述外围立柱112形成整体连接；
下部连接结构115，为混凝土材质且将四个所述垂荡板113连接形成整体；
其中，所述外围立柱112用于与外部系泊系统形成连接。
在本实施例中，外围立柱112提供漂浮式风机100的浮力和恢复力矩，以提供风机部的姿态稳定工作；中央立柱111提供风机部的安装基础，风机部也就能较为稳定地安装于漂浮平台110的中心位置。垂荡板113的设置使得漂浮平台110的较大波浪环境下的姿态稳定性得以提升。上部连接机构114以及上部连接机构114将中央立柱111以及外围立柱112连接形成结构稳定的构件。具体的，上部连接机构114以及上部连接机构114的结构和选材可以是多样的，如选材为混凝土或者合金等，而且结构也可以是各种空间构型的结构。外部系泊系统可通过三根分别连接到三个外围立柱112的连接链将漂浮平台110限制固定在预设位置。在本实施例中，钢材质的上部连接机构114能提供优越的结构强度，混凝土材质的下部连接结构115能提供优越的环境腐蚀抗性。在其他的一些实施例中，下部连接结构115在满足结构强度的前提下，可以设置为具有漂浮性质的。
参照图1至2，在一个实施例中，所述上部连接机构114由多个呈圆柱形的上部连接件连接而成，所述下部连接结构115与四个所述垂荡板113连接形成板状结构。
在本实施例中，上部连接件的圆柱形限制在强海水流速以及强风速的条件下，能提供较好的流体学性能，从而使得上部连接件的使用可靠程度得以提升；下部连接结构115与垂荡板113形成的整体呈现板状使得其在水面以下受到的冲击损坏效应得以降低，同时下部连接结构115本身也能辅助垂荡板113实现稳定效果，使得漂浮平台110工作中的稳定性得以进一步提升。
在一个实施例中，所述第一天线210以及所述第二天线310的各自主体部分直接与所述塔筒桩柱121连接固定或通过一延伸臂连接到所述塔筒桩柱121。
在本实施例中，提供了两种连接方式，在第一种连接方式中，第一天线210以及第二天线310的各自主体部分直接与塔筒桩柱121直接连接，那么两者的固定效果优越；第二种固定方式中，第一天线210以及第二天线310的各自主体部分均通过延伸臂固定连接于塔筒桩柱121，那么第一天线210以及第二天线310的安装较为简单，且安装朝向的灵活性较高。以上第一天线210与第二天线310的安装方式均可以是预装，减少在海上的安装操作时间。
在一个实施例中，所述第一天线210以及所述第二天线310的各自主体部分通过一延伸臂连接到所述塔筒桩柱121，所述第一天线210以及所述第二天线310主体部分在长度方向的一端连接于所述塔筒桩柱121。
在本实施例中，第一天线210以及第二天线310通过延伸臂连接于塔筒桩柱121，那么安装角度的灵活性较大，且第一天线210与第二天线310的主体部分除了通过延伸臂连接到塔筒桩柱121外，本身也连接到塔筒桩柱121那么在角度灵活的前提下，还保障了固定效果。第一天线210以及第二天线310在长度方向上与塔筒桩柱121的连接方式可以是焊接或螺栓连接等方式。延伸臂的长度方向两端的固定方式可以是焊接或螺栓连接等方式。
在一个实施例中，还包括配置为可以作为海空设备系统供电的备用柴油发电机组，所述备用柴油发电机组的工作协调于所述控制中心700。
首先在前述实施例中，柴油发电机组500作为风叶发电机组件122与储能系统400之后的第三供电选择，不仅存在加注燃料的需求，还是最后一道供电保障。在本实施例中，通过增设一个备用柴油发电机组多提供一道保障。具体的备用柴油发电机组可以与柴油发电机组500并联设置或者独立具有一套电源系统以连接到海空设备系统中的各相关设备，以上两种备用柴油发电机组的接入方式分别具备简单和可靠的优势。具体的当风叶发电机组件122与储能系统400均不具备供电的条件时，控制中心700选用柴油发电机组500进行供电，而当柴油发电机组500同样无法正常供电时，控制中心700选用备用柴油发电机组进行供电。
在一个实施例中，所述第二组天线300在所述塔筒桩柱121上的固定高度不低于25米。
本实施例中，将第二组天线300的设置高度设置在25米以上，那么保障了基础的发射或接收效果，从而为海空设备系统的工作提供了便利。
在一个实施例中，所述塔筒桩柱121的高度大于200m。
在本实施例中，将塔筒桩柱121的高度进行最低的限制，以提供风叶发电机组件122较好的发电环境，同时也为第一组天线200提供优越的工作高度。
本发明还提供了一种控制方法，应用于上述任意一项所述的海空设备系统，包括：
S1接收信号处理需求；
S2判断信号处理需求实现所需采用第一组天线200还是第二组天线300；
S3若需采用第二组天线300，则控制第二组天线300工作；
S4若需采用第一组天线200，则协调风叶发电机组件122与第一组天线200的工作状态以控制第一组天线200正常工作。
在本发明中，海空设备系统的第一组天线200与第二组天线300的设置高度不同。当使用设置位置较低的第二组天线300即能达到使用要求时，风叶发电机组件122的工作无需进行调整，直接控制第二组天线300正常工作即可；在一些场景中，需要使用到设置较高的第一组天线200来实现功用，那么风叶发电机组件122与第一组天线200的工作需要进行相应的协调。
在一个实施例中，所述S4步骤中，
协调风叶发电机组件122与第一组天线200的工作状态的方式包括以下选择：
A、停止风叶发电机组件122的风叶123的转动，并将风叶123的位置调整到不干扰第一组天线200正常工作的位置；
B、第一组天线200工作的时间段为风叶123旋转过程中不遮挡第一组天线200工作的间隙；
C、降低风叶123的转速，第一组天线200工作的时间段为风叶123旋转过程中不遮挡第一组天线200工作的间隙。
以上三种协调状态均可以一定程度上满足第一组天线200的正常工作，当使用过程中第一组天线200需要工作的时间较短时，可以采用A种形式的协调方式，当第一组天线200工作完成后，再重新启动风叶发电机组件122的工作。第一组天线200的风叶123的设置转速影响的是风叶发电机组件122的工作效率，而针对海空设备系统的储能状态，可以选择B种形式或者C种形式；在B种形式中优先为风叶发电机组件122的发电效率，而在C种形式中，降低了一定的风叶发电机组件122发电效率，换来第一组天线200工作的时间段提升。
在一个实施例中，所述S4的步骤包括：
若需采用第一组天线200，则协调风叶发电机组件122与第一组天线200的工作状态以控制第一组天线200正常工作，其中，所述协调风叶发电机组件122与第一组天线200的工作状态的方式包括以下选择：
A、停止风叶发电机组件122的风叶123的转动，并将风叶123的位置调整到不干扰第一组天线200正常工作的位置；
B、第一组天线200工作的时间段为风叶123旋转过程中不遮挡第一组天线200工作的间隙；
C、降低风叶123的转速，第一组天线200工作的时间段为风叶123旋转过程中不遮挡第一组天线200工作的间隙；
当储能系统400的电量低于第一设定值时采取C种形式；当储能系统400的电量高于第一设定值时采取A种形式；当储能系统400的电量在第一设定值与第二设定值时采取B种形式；第二设定值小于第一设定值。
在实施过程中，当储能系统400中能量储存较为富足时(第一设定值可以是数值可以是百分比，如百分之九十)，可以停止风叶发电机组件122的工作，以保证第一组天线200的高效工作；当储能系统400中能量储存较为贫瘠时(第二设定值可以是数值可以是百分比，如百分之三十)，可以降低第一组天线200的工作效率，保障风叶发电机组件122的高效工作，以保证储能系统400中的能量储存可以上升；当储能系统400中能量储存适中时，可以兼顾第一组天线200的工作效率以及风叶发电机组件122的工作效率。以上的工作逻辑能一定程度上统筹协调第一组天线200与风叶发电机组件122的工作。
综上所述，本发明提供的基于漂浮式风机的海空设备系统及其控制方法，利用塔筒桩柱121形成天然的海空高度支点，在高空支点中通过耦合结构设计，漂浮平台110上的风机部对海空设备系统稳定供能，实现第一组天线200和第二组天线300的设置协调于风叶发电机组件122的兼容共存问题；在抗台设计方面，具有较短的载荷传递路径，且第一组天线200、第二组天线300、储能系统400、柴油发电机组500、变电装置600和控制中心700的重量可以抵消部分风轮弯矩，降低风机部顶部综合承载，提升抗台风特性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于漂浮式风机的海空设备系统，其特征在于，包括：
漂浮式风机(100)，包括漂浮平台(110)和风机部，所述风机部包括塔筒桩柱(121)和风叶发电机组件(122)，所述风叶发电机组件(122)包括用于产生电压的风叶(123)，所述塔筒桩柱(121)设置于所述漂浮平台(110)，所述风叶发电机组件(122)设置于所述塔筒桩柱(121)顶部的自由端，所述风叶发电机组件(122)配置为可以作为海空设备系统供电；
第一组天线(200)，设置于所述塔筒桩柱(121)顶部的自由端，所述第一组天线(200)包括多个围绕所述塔筒桩柱(121)设置的第一天线(210)；
第二组天线(300)，设置于所述塔筒桩柱(121)位于所述风叶发电机组件(122)整体的下部，所述第二组天线(300)包括多个围绕所述塔筒桩柱(121)设置的第二天线(310)；
储能系统(400)，设置于所述塔筒桩柱(121)或所述漂浮平台(110)，所述储能系统(400)与所述风叶发电机组件(122)匹配，且配置为可以作为海空设备系统供电；
柴油发电机组(500)，设置于所述塔筒桩柱(121)或所述漂浮平台(110)，所述柴油发电机组(500)配置为可以作为海空设备系统供电；
变电装置(600)，设置于所述塔筒桩柱(121)或所述漂浮平台(110)，所述变电装置(600)用于对海空设备系统的工作电压进行调整；
控制中心(700)，设置于所述塔筒桩柱(121)或所述漂浮平台(110)，所述控制中心(700)控制所述储能系统(400)、所述柴油发电机组(500)、所述第一组天线(200)与所述第二组天线(300)的工作。
2.根据权利要求1所述的基于漂浮式风机的海空设备系统，其特征在于，多个所述第一天线(210)形成有第一上天线圈组以及第二上天线圈组，其中，所述第一上天线圈组中的所述第一天线(210)安装朝向为斜向上，所述第二上天线圈组中的所述第一天线(210)安装朝向为斜向上；
多个所述第二天线(310)形成有第一下天线圈组以及第二下天线圈组，其中，所述第一下天线圈组中的所述第二天线(310)安装朝向为斜向上，所述第二下天线圈组中的所述第二天线(310)安装朝向为斜向上。
3.根据权利要求1所述的基于漂浮式风机的海空设备系统，其特征在于，所述漂浮平台(110)包括：
圆柱形的中央立柱(111)；
三个圆柱形的外围立柱(112)，设于所述中央立柱(111)的外周；
垂荡板(113)，分别设置于所述中央立柱(111)以及三个所述外围立柱(112)的底部；
上部连接机构(114)，为钢材质且设置于所述漂浮平台(110)高度方向的上部位置并将所述中央立柱(111)与多个所述外围立柱(112)形成整体连接；
下部连接结构(115)，为混凝土材质且将四个所述垂荡板(113)连接形成整体；
其中，所述外围立柱(112)用于与外部系泊系统形成连接。
4.根据权利要求3所述的基于漂浮式风机的海空设备系统，其特征在于，所述上部连接机构(114)由多个呈圆柱形的上部连接件连接而成，所述下部连接结构(115)与四个所述垂荡板(113)连接形成板状结构。
5.根据权利要求1所述的基于漂浮式风机的海空设备系统，其特征在于，所述第一天线(210)以及所述第二天线(310)的各自主体部分直接与所述塔筒桩柱(121)连接固定或通过一延伸臂连接到所述塔筒桩柱(121)。
6.根据权利要求1所述的基于漂浮式风机的海空设备系统，其特征在于，所述第一天线(210)以及所述第二天线(310)的各自主体部分通过一延伸臂连接到所述塔筒桩柱(121)，所述第一天线(210)以及所述第二天线(310)主体部分在长度方向的一端连接于所述塔筒桩柱(121)。
7.根据权利要求1所述的基于漂浮式风机的海空设备系统，其特征在于，还包括配置为可以作为海空设备系统供电的备用柴油发电机组，所述备用柴油发电机组的工作协调于所述控制中心(700)。
8.根据权利要求1所述的基于漂浮式风机的海空设备系统，其特征在于，所述第二组天线(300)在所述塔筒桩柱(121)上的固定高度不低于25米。
9.一种控制方法，应用于权利要求1至8中任意一项所述的海空设备系统，其特征在于，包括：
S1接收信号处理需求；
S2判断信号处理需求实现所需采用第一组天线(200)还是第二组天线(300)；
S3若需采用第二组天线(300)，则控制第二组天线(300)工作；
S4若需采用第一组天线(200)，则协调风叶发电机组件(122)与第一组天线(200)的工作状态以控制第一组天线(200)正常工作。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述S4步骤中，
协调风叶发电机组件(122)与第一组天线(200)的工作状态的方式包括以下选择：
A、停止风叶发电机组件(122)的风叶(123)的转动，并将风叶(123)的位置调整到不干扰第一组天线(200)正常工作的位置；
B、第一组天线(200)工作的时间段为风叶(123)旋转过程中不遮挡第一组天线(200)工作的间隙；
C、降低风叶(123)的转速，第一组天线(200)工作的时间段为风叶(123)旋转过程中不遮挡第一组天线(200)工作的间隙。
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