CN118066070A - 漂浮式风力发电装备自适应调控系统及调控方法 - Google Patents

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CN118066070A CN202410252338.XA CN202410252338A CN118066070A CN 118066070 A CN118066070 A CN 118066070A CN 202410252338 A CN202410252338 A CN 202410252338A CN 118066070 A CN118066070 A CN 118066070A
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Abstract

本发明属于风力发电技术领域，具体公开了漂浮式风力发电装备自适应调控系统，包括漂浮式风力发电主体结构、通过控制装置驱动所述漂浮式风力发电主体结构转动的高压喷气助推组件以及通过控制装置调节所述漂浮式风力发电主体结构自身平衡的自平衡调节组件；基于该系统，本发明还公开了一种漂浮式风力发电装备自适应调控方法，在海上风力较小时可以通过控制装置执行自适应喷气助推方案以及当发电设备发生倾斜时通过控制装置执行自适应调平策略。本发明通过锚链施加反向拉力给漂浮底座的翘起端，可以抵消海浪推力，实现底座复位和在水平面的平稳状态，并且通过高压喷气助推避免了微风天气的间歇性发电。

Description

漂浮式风力发电装备自适应调控系统及调控方法
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种漂浮式风力发电装备自适应调控系统及调控方法。
背景技术
随着全球经济的发展，使得石油等不可再生资源日益短缺，风能作为一种清洁能源被广泛应用，常规的风力发电装置一般设置在较为空旷的地面，但是海上与陆地相比，具有空间充足，风力资源丰富的优势，因此，海上是风力发电的优选场址，尤其是远海深海地区，风力资源更好，但是，由于海水较深，因此，漂浮式风力发电装备便成为一个比较经济的选择。
公开号为CN217152188U的中国专利公开了一种海上风力发电设备，采用水平轴风叶形式，此种风力发电机组增大发电功率的一种形式是加长水平轴风叶的长度，但是在增加风叶长度的同时，塔柱的长度也在增加，导致成本大幅提升，更为重要的是，对于海上悬浮式风力发电装备而言，随着风力的变化，海上风浪也会同步变化，风浪对风电装备的摇摆问题严重影响着风电设备的正常工作，并且对于风力较小时，存在间歇性发电或难以发电的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中大功率发电设备成本高的缺陷，提供一种漂浮式风力发电装备自适应调控系统及调控方法。
本发明的第一方面，提供了一种漂浮式风力发电装备自适应调控系统，包括漂浮式风力发电主体结构、通过控制装置驱动所述漂浮式风力发电主体结构转动的高压喷气助推组件以及通过控制装置调节所述漂浮式风力发电主体结构自身平衡的自平衡调节组件；
所述漂浮式风力发电主体结构包括漂浮底座，所述漂浮底座通过锚链固定在海底；所述漂浮底座顶部设置有塔柱，所述塔柱顶部设置有发电机，所述发电机顶部设置有中心轮毂，所述中心轮毂与所述发电机轴性连接，所述中心轮毂的外壁安装有三个叶轮悬臂，三个所述叶轮悬臂相对于所述中心轮毂的中心均匀设置，所述叶轮悬臂上固定设置有若干个风叶；
所述高压喷气助推组件包括设置在所述中心轮毂内的储气罐和压缩机，所述储气罐与所述压缩机通过软管连通，所述叶轮悬臂末端还设置有喷气筒，所述喷气筒与所述储气罐连通且在喷气筒处设置有电磁阀，用于将所述储气罐内的压缩气体喷出实现助力叶轮悬臂旋转；
所述叶轮悬臂上设置有悬臂转速传感器，所述中心轮毂顶部还设置有测风仪，所述悬臂转速传感器和所述测风仪分别与所述控制装置信号连接；
所述控制装置实时获取测风仪的风力等级，当所述风力等级满足第一预设条件时，所述控制装置加载第一控制机制，基于所述第一控制机制，判断模块判断第一预设条件在第一控制机制内对应的第一控制指令，控制装置发送第一控制指令驱动电磁阀打开，所述储气罐内的高压气体由所述喷气筒沿叶轮悬臂转动方向喷出实现助力叶轮旋转；
所述控制装置实时获取叶轮转速，当所述叶轮转速满足第二预设条件时，所述控制装置加载第二控制机制，基于所述第二控制机制，判断模块判断第二预设条件在第二控制机制内对应的第二控制指令，控制装置发送第二控制指令，所述第二控制指令为保持所述第一控制指令运行；当所述叶轮转速满足第三预设条件时，所述控制装置加载第三控制机制，基于所述第三控制机制，判断模块判断第三预设条件在第三控制机制内对应的第三控制指令驱动所述电磁阀关闭，并实时监测储气罐内部的压力信息，当压力信息达到预设的压力阈值时，控制装置发送控制指令以控制所述压缩机关闭；
所述自平衡调节组件包括电磁拉紧器和陀螺仪，所述陀螺仪位于所述中心轮毂内部；
所述漂浮底座为六边形结构，所述六边形结构的每个顶点均通过锚链与海底固定，所述锚链由两段链条组成，其中一根链条的底部固定在海底，另一根链条的顶部与所述漂浮底座连接，两根链条通过所述电磁拉紧器连接；
所述控制装置分别与所述电磁拉紧器和陀螺仪连接，所述控制装置实时监测所述陀螺仪的倾斜度，所述倾斜度大于倾斜度设定值，且倾斜时间大于设定时间时，陀螺仪发送信号至控制装置，所述控制装置加载第四控制机制，基于所述第四控制机制，判断模块判断第四控制机制对应的第四控制指令，控制装置发送第四控制指令，以控制位于倾斜度相反方向的所述电磁拉紧器工作，直至所述陀螺仪的倾斜度在预设范围内。
进一步的方案为，所述储气罐包括一级储气罐和二级储气罐，所述压缩机包括一级压缩机和二级压缩机；
所述一级储气罐、一级压缩机和二级压缩机均设置在所述中心轮毂内，所述二级储气罐设置在所述叶轮悬臂末端且所述二级储气罐与所述喷气筒连通；
所述一级储气罐与所述一级压缩机连接，且在一级储气罐内部设置有第一气压传感器，所述第一气压传感器与所述控制装置连接，用于将所述一级储气罐的气压发送至所述控制装置，所述一级压缩机将空气进行压缩后储存在所述一级储气罐内，当第一气压传感器的压力值达到第一预设压力时，控制装置控制一级压缩机停止工作；
所述二级压缩机分别与所述二级储气罐和一级储气罐连接，且在二级储气罐内部设置有第二气压传感器，所述第二气压传感器与所述控制装置连接，用于将所述二级储气罐的气压发送至所述控制装置；所述二级压缩机将一级储气罐内的压缩空气进行压缩后储存在所述二级储气罐内，当第二气压传感器的压力值达到第二预设压力时，控制装置控制二级压缩机停止工作。
进一步的方案为，所述漂浮式风力发电主体结构还包括漂浮支撑圈，所述漂浮支撑圈设置在所述塔柱周侧，漂浮支撑圈与所述叶轮悬臂通过若干个支撑杆连接，每两个支撑杆构成V型结构，并配合叶轮悬臂构成三角稳定结构；
所述漂浮支撑圈为空心管状漂浮圆环，漂浮在海面并通过支撑杆实现对叶轮悬臂的支撑。
进一步的方案为，所述叶轮悬臂至少包括内部叶轮悬臂和外部叶轮悬臂，所述内部叶轮悬臂和外部叶轮悬臂通过铰链连接，所述支撑杆的顶部与所述外部叶轮悬臂连接。
进一步的方案为，所述漂浮底座包括空心安装基座，所述空心安装基座的顶部与所述塔柱的顶部连接，所述塔柱的底部直径大于顶部直径；所述空心安装基座沿周侧均匀设置有六个第二空心管，相邻两个所述第二空心管之间通过第一空心管连接，构成六边形浮力结构；所述六边形浮力结构的顶部与所述塔柱之间还均匀设置有六个固定杆，所述固定杆的底部与所述六边形浮力结构的顶点连接，固定杆的顶部与所述塔柱的外壁连接；
相邻两个所述第一空心管、固定杆、第二空心管通过一拖四连接头连接。
进一步的方案为，所述发电机为内转子发电机，所述发电机与所述塔柱的顶部通过法兰连接，所述中心轮毂与所述发电机的内转子固定连接。
进一步的方案为，所述风叶为内侧平直、外侧圆弧状的中空结构。
进一步的方案为，所述风叶内部设置有轻质气体气囊。
进一步的方案为，所述轻质气体气囊为氢气气囊或氦气气囊。
本发明的第二方面，提供了一种漂浮式风力发电装备自适应调控方法，所述调控方法应用上述的调控系统，包括：
所述控制装置实时获取测风仪的风力等级，当所述风力等级满足第一预设条件时，所述控制装置加载第一控制机制，基于所述第一控制机制，判断模块判断第一预设条件在第一控制机制内对应的第一控制指令，控制装置发送第一控制指令驱动电磁阀打开，所述储气罐内的高压气体由所述喷气筒沿叶轮悬臂转动方向喷出实现助力叶轮旋转；
所述控制装置实时获取叶轮转速，当所述叶轮转速满足第二预设条件时，所述控制装置加载第二控制机制，基于所述第二控制机制，判断模块判断第二预设条件在第二控制机制内对应的第二控制指令，控制装置发送第二控制指令，所述第二控制指令为保持所述第一控制指令运行；当所述叶轮转速满足第三预设条件时，所述控制装置加载第三控制机制，基于所述第三控制机制，判断模块判断第三预设条件在第三控制机制内对应的第三控制指令驱动所述电磁阀关闭，并实时监测储气罐内部的压力信息，当压力信息达到预设的压力阈值时，控制装置发送控制指令以控制所述压缩机关闭；
所述控制装置分别与所述电磁拉紧器和陀螺仪连接，所述控制装置实时监测所述陀螺仪的倾斜度，所述倾斜度大于倾斜度设定值，且倾斜时间大于设定时间时，陀螺仪发送信号至控制装置，所述控制装置加载第四控制机制，基于所述第四控制机制，判断模块判断第四控制机制对应的第四控制指令，控制装置发送第四控制指令，以控制位于倾斜度相反方向的所述电磁拉紧器工作，直至所述陀螺仪的倾斜度在预设范围内。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明采用垂直轴风叶形式，将风叶固定在叶轮悬臂上，可通过延长叶轮悬臂的长度实现发电功率的增加，无需改变塔柱的高度及风叶的长度，相比于水平轴风力发电而言，可分段制造，节约了制造成本和运输成本，并且本发明还包括通过控制装置驱动漂浮式风力发电主体结构转动的高压喷气助推组件以及通过控制装置调节所述漂浮式风力发电主体结构自身平衡的自平衡调节组件，在海上风力较小时可以通过控制装置执行自适应喷气助推方案以及当发电设备发生倾斜时通过控制装置执行自适应调平策略，避免了微风天气的间歇性发电，通过锚链施加反向拉力给漂浮底座的翘起端，抵消海浪推力，实现底座复位和在水平面的平稳状态，从而实现整个风电装备的良好的工作姿态，保证风电装备安全可靠的工作环境。
本发明利用漂浮支撑圈对叶轮悬臂起到支撑作用，利用漂浮支撑圈的浮力抵消绝大部分叶轮悬臂的重力，并且在风叶内部装有轻型气体胶囊，以便产生浮力托起该段叶轮悬臂和风叶，用于抵消部分风叶的自身重力，可实现叶轮悬臂长度的轻松外延。
本发明采用六边形浮力结构的漂浮底座，并且六边形浮力结构由空心管拼接而成，在提高浮力的同时简化了装配工艺，六边形浮力结构上部有固定杆和塔柱链接，实现装备中心部件的稳定支撑。
附图说明
以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：
图1：本发明结构示意图；
图2：本发明漂浮底座与塔柱连接示意图；
图3：两级储气罐连接结构示意图；
图4：中心轮毂内部结构示意图；
图5：本发明自适应调控系统连接框图；
图中：1、塔柱；2、漂浮底座；3、发电机；4、叶轮悬臂；5、风叶；6、漂浮支撑圈；7、支撑杆；8、空心安装基座；9、第一空心管；10、第二空心管；11、一拖四连接头；12、固定杆；13、锚链；14、电磁拉紧器；15、控制装置；16、悬臂转速传感器；17、中心轮毂；18、一级储气罐；19、一级压缩机；20、二级压缩机；21、陀螺仪；22、测风仪；23、伸缩杆；24、气管；25、二级储气罐；26、喷气筒；27、第一气压传感器；28、第二气压传感器；29、电磁阀；30、判断模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种漂浮式风力发电装备自适应调控系统，包括漂浮式风力发电主体结构、通过控制装置15驱动所述漂浮式风力发电主体结构转动的高压喷气助推组件以及通过控制装置15调节所述漂浮式风力发电主体结构自身平衡的自平衡调节组件；漂浮式风力发电主体结构包括漂浮底座2，所述漂浮底座2顶部设置有塔柱1，所述塔柱1顶部通过法兰连接有发电机3，所述发电机3顶部设置有中心轮毂17，中心轮毂17与发电机3轴性连接，中心轮毂17外壁沿周向连接三个叶轮悬臂4，所述叶轮悬臂4上固定设置有若干个风叶5；其中，所述叶轮悬臂4包括内部叶轮悬臂和外部叶轮悬臂，所述内部叶轮悬臂和外部叶轮悬臂通过铰链连接，发电机3为内转子发电机，所述中心轮毂17固定设置在内转子上，风叶5为内侧平直、外侧圆弧状的中空结构，且风叶5内部设置有氢气气囊或氦气气囊，以减轻风叶5的自重。
如图3-5所示，高压喷气助推组件包括设置在所述中心轮毂17内的储气罐和压缩机，所述储气罐与所述压缩机通过软管连通，所述叶轮悬臂4末端还设置有喷气筒26，所述喷气筒26与所述储气罐连通且在喷气筒26处设置有电磁阀29，用于将所述储气罐内的压缩气体喷出实现助力叶轮悬臂4旋转；所述储气罐包括一级储气罐18和二级储气罐25，所述压缩机包括一级压缩机19和二级压缩机20；所述一级储气罐18、一级压缩机19和二级压缩机20均设置在所述中心轮毂17内，所述二级储气罐25设置在所述叶轮悬臂4末端且所述二级储气罐25与所述喷气筒26连通；所述一级储气罐18与所述一级压缩机19连接，且在一级储气罐18内部设置有第一气压传感器27，所述第一气压传感器27与所述控制装置15连接，用于将所述一级储气罐18的气压发送至所述控制装置15，所述一级压缩机19将空气进行压缩后储存在所述一级储气罐18内，当第一气压传感器27的压力值达到第一预设压力时，控制装置15控制一级压缩机19停止工作；所述二级压缩机20分别与所述二级储气罐25和一级储气罐18连接，且在二级储气罐25内部设置有第二气压传感器28，所述第二气压传感器28与所述控制装置15连接，用于将所述二级储气罐25的气压发送至所述控制装置15；所述二级压缩机20将一级储气罐18内的压缩空气进行压缩后储存在所述二级储气罐25内，当第二气压传感器28的压力值达到第二预设压力时，控制装置15控制二级压缩机20停止工作。
所述叶轮悬臂4上设置有悬臂转速传感器16，所述中心轮毂17顶部设置有伸缩杆23，伸缩杆23顶部设置有测风仪22，所述悬臂转速传感器16和所述测风仪22分别与所述控制装置15信号连接；
所述控制装置15实时获取测风仪22的风力等级，当所述风力等级满足第一预设条件时，所述控制装置15加载第一控制机制，基于所述第一控制机制，判断模块30判断第一预设条件在第一控制机制内对应的第一控制指令，控制装置15发送第一控制指令驱动电磁阀29打开，所述储气罐内的高压气体由所述喷气筒26沿叶轮悬臂4转动方向喷出实现助力叶轮旋转；在本实施例中，设定风力发电机的启动扭矩为12NM,当风力达到2级时，风的推力可以提供10NM，因此，只靠风力是无法启动叶轮悬臂4旋转，即，控制装置15实时获取测风仪22的风力等级，当所述风力等级小于2级时，控制装置15发送第一控制指令驱动电磁阀29打开，所述二级储气罐25内的高压气体由所述喷气筒26沿叶轮悬臂4转动方向喷出实现助力叶轮旋转；
所述控制装置15实时获取叶轮转速，当所述叶轮转速满足第二预设条件时，所述控制装置15加载第二控制机制，基于所述第二控制机制，判断模块30判断第二预设条件在第二控制机制内对应的第二控制指令，控制装置15发送第二控制指令，所述第二控制指令为保持所述第一控制指令运行；当所述叶轮转速满足第三预设条件时，所述控制装置加载第三控制机制，基于所述第三控制机制，判断模块30判断第三预设条件在第三控制机制内对应的第三控制指令驱动所述电磁阀29关闭，并实时监测储气罐内部的压力信息，当压力信息达到预设的压力阈值时，控制装置发送控制指令以控制所述压缩机关闭；在本实施例中，当叶轮悬臂4处于转动状态时，控制装置15实时获取叶轮悬臂4的转速，当转速低于设定值Rr/min时，发电量不稳定，存在间接发电的隐患，此时，控制装置15控制电磁阀29打开，持续进行助力，当叶轮悬臂4转速高于设定值Rr/min时，发电量稳定，控制装置15控制所述电磁阀29关闭。
继续参照图1、图4和图5，所述自平衡调节组件包括电磁拉紧器14和陀螺仪21，所述陀螺仪21位于所述中心轮毂17内部；所述漂浮底座2为六边形结构，所述六边形结构的每个顶点均通过锚链13与海底固定，所述锚链13由两段链条组成，其中一根链条的底部固定在海底，另一根链条的顶部与所述漂浮底座2连接，两根链条通过所述电磁拉紧器14连接；
所述控制装置15分别与所述电磁拉紧器14和陀螺仪21连接，所述控制装置15实时监测所述陀螺仪21的倾斜度，所述倾斜度大于倾斜度设定值，且倾斜时间大于设定时间时，陀螺仪21发送信号至控制装置15，所述控制装置15加载第四控制机制，基于所述第四控制机制，判断模块30判断第四控制机制对应的第四控制指令，控制装置15发送第四控制指令，以控制位于倾斜度相反方向的所述电磁拉紧器14工作，直至所述陀螺仪21的倾斜度在预设范围内。在本实施例中，当测风仪22检测到风力达到五级以上时(不同的海域情况不同，可以自行设置)，风力数据发送至控制装置15，控制装置15发送指令给陀螺仪21，陀螺仪21启动进入工作状态。当陀螺仪21检测到整体装备倾斜度达到5度以上的时候，且倾斜时间达到5S时，控制装置15控制电磁拉紧器14进行干预。电磁拉紧器14进行反向拉力干涉，通过锚链13施加反向拉力给漂浮底座2的翘起端，抵消海浪推力，实现底座复位和在水平面的平稳，从而实现整体风电装备的良好的工作姿态。
为了进一步提高叶轮悬臂的稳定性，本实施例还设置了漂浮支撑圈6，所述漂浮支撑圈6设置在所述塔柱1周侧，漂浮支撑圈6与所述叶轮悬臂4通过若干个支撑杆7连接，支撑杆7的顶部与外部叶轮悬臂连接，底部与漂浮支撑圈6连接。每两个支撑杆7构成V型结构，并配合叶轮悬臂4构成三角稳定结构，所述漂浮支撑圈6为空心管状漂浮圆环，漂浮在海面并通过支撑杆7实现对叶轮悬臂4的支撑。如图2所示，漂浮支撑圈6以上漂浮在海面。叶轮悬臂4转动时，漂浮支撑圈6同时旋转，为了减少叶轮悬臂4的旋转阻力，本实施例采用轻质并光滑的管材作为漂浮支撑圈6，且整个管材分段制作，并采用空心水密性设计。
如图2所示，上述漂浮底座2包括空心安装基座8，所述空心安装基座8的顶部与所述塔柱1的顶部连接，所述塔柱1的底部直径大于顶部直径；所述空心安装基座8沿周侧均匀设置有六个第二空心管10，相邻两个所述第二空心管10之间通过第一空心管9连接，构成六边形浮力结构；在使用时，六边形浮力结构位于水面下8米左右，以规避台风的风浪干扰。所述六边形浮力结构的顶部与所述塔柱1之间还均匀设置有六个固定杆12，所述固定杆12的底部与所述六边形浮力结构的顶点连接，固定杆12的顶部与所述塔柱1的外壁连接。在本实施例中，六边形浮力结构的顶点处设置了一拖四连接头11，其中，一拖四连接头11包括了一体成型的第一接头、第二接头、第三接头和第四接头，第二接头和第三接头、第三接头和第四接头的夹角均为60°，第一接头斜向上设置，由于固定杆12是倾斜设置的，其一端固定在第一接头内部，另一端固定在塔柱1的设计高度处，位于六边形浮力结构顶点两侧的第一空心管分别与第二接头、第四接头连接，第二空心管10与第三接头连接。
本发明公开的风力发电设备在风能作用下发电，电能可通过水下电缆传输到海上变电站，再传输至陆上变电站和终端用户使用，属于清洁能源发电，为了抵抗台风等恶劣天气，一方面减小了风叶的自重，另一方面塔柱呈一定锥度设计，并且各个部件装配简单，无巨型部件，可在岸上完成组装，再由驳船引至指定海域。需要注意的是，为了避免发电设备随水流移动，悬浮底座应当通过链条与海底固定，限制其活动范围。
实施例2
在实施例1的基础上，本发明还提供了一种漂浮式风力发电装备自适应调控方法，包括：
控制装置15实时获取测风仪22的风力等级，当所述风力等级满足第一预设条件时，所述控制装置15加载第一控制机制，基于所述第一控制机制，判断模块30判断第一预设条件在第一控制机制内对应的第一控制指令，控制装置15发送第一控制指令驱动电磁阀29打开，所述储气罐内的高压气体由所述喷气筒26沿叶轮悬臂4转动方向喷出实现助力叶轮旋转；
所述控制装置15实时获取叶轮转速，当所述叶轮转速满足第二预设条件时，所述控制装置15加载第二控制机制，基于所述第二控制机制，判断模块30判断第二预设条件在第二控制机制内对应的第二控制指令，控制装置15发送第二控制指令，所述第二控制指令为保持所述第一控制指令运行；当所述叶轮转速满足第三预设条件时，所述控制装置加载第三控制机制，基于所述第三控制机制，判断模块30判断第三预设条件在第三控制机制内对应的第三控制指令驱动所述电磁阀29关闭，并实时监测储气罐内部的压力信息，当压力信息达到预设的压力阈值时，控制装置发送控制指令以控制所述压缩机关闭；
所述控制装置15分别与所述电磁拉紧器14和陀螺仪21连接，所述控制装置15实时监测所述陀螺仪21的倾斜度，所述倾斜度大于倾斜度设定值，且倾斜时间大于设定时间时，陀螺仪21发送信号至控制装置15，所述控制装置15加载第四控制机制，基于所述第四控制机制，判断模块30判断第四控制机制对应的第四控制指令，控制装置15发送第四控制指令，以控制位于倾斜度相反方向的所述电磁拉紧器14工作，直至所述陀螺仪21的倾斜度在预设范围内。
在上述中，所述储气罐包括一级储气罐18和二级储气罐25，所述压缩机包括一级压缩机19和二级压缩机20；
所述一级储气罐18、一级压缩机19和二级压缩机20均设置在所述中心轮毂17内，所述二级储气罐25设置在所述叶轮悬臂4末端且所述二级储气罐25与所述喷气筒26连通；
所述一级储气罐18与所述一级压缩机19连接，且在一级储气罐18内部设置有第一气压传感器27，所述第一气压传感器27与所述控制装置15连接，用于将所述一级储气罐18的气压发送至所述控制装置15，所述一级压缩机19将空气进行压缩后储存在所述一级储气罐18内，当第一气压传感器27的压力值达到第一预设压力时，控制装置15控制一级压缩机19停止工作；
所述二级压缩机20分别与所述二级储气罐25和一级储气罐18连接，且在二级储气罐25内部设置有第二气压传感器28，所述第二气压传感器28与所述控制装置15连接，用于将所述二级储气罐25的气压发送至所述控制装置15；所述二级压缩机20将一级储气罐18内的压缩空气进行压缩后储存在所述二级储气罐25内，当第二气压传感器28的压力值达到第二预设压力时，控制装置15控制二级压缩机20停止工作。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.漂浮式风力发电装备自适应调控系统，其特征在于，包括漂浮式风力发电主体结构、通过控制装置(15)驱动所述漂浮式风力发电主体结构转动的高压喷气助推组件以及通过控制装置(15)调节所述漂浮式风力发电主体结构自身平衡的自平衡调节组件；
所述漂浮式风力发电主体结构包括漂浮底座(2)，所述漂浮底座(2)通过锚链(13)固定在海底；所述漂浮底座(2)顶部设置有塔柱(1)，所述塔柱(1)顶部设置有发电机(3)，所述发电机(3)顶部设置有中心轮毂(17)，所述中心轮毂(17)与所述发电机(3)轴性连接，所述中心轮毂(17)的外壁安装有三个叶轮悬臂(4)，三个所述叶轮悬臂(4)相对于所述中心轮毂(17)的中心均匀设置，所述叶轮悬臂(4)上固定设置有若干个风叶(5)；
所述高压喷气助推组件包括设置在所述中心轮毂(17)内的储气罐和压缩机，所述储气罐与所述压缩机通过软管连通，所述叶轮悬臂(4)末端还设置有喷气筒(26)，所述喷气筒(26)与所述储气罐连通且在喷气筒(26)处设置有电磁阀(29)，用于将所述储气罐内的压缩气体喷出实现助力叶轮悬臂(4)旋转；
所述叶轮悬臂(4)上设置有悬臂转速传感器(16)，所述中心轮毂(17)顶部还设置有测风仪(22)，所述悬臂转速传感器(16)和所述测风仪(22)分别与所述控制装置(15)信号连接；
所述控制装置(15)实时获取测风仪(22)的风力等级，当所述风力等级满足第一预设条件时，所述控制装置(15)加载第一控制机制，基于所述第一控制机制，判断模块(30)判断第一预设条件在第一控制机制内对应的第一控制指令，控制装置(15)发送第一控制指令驱动电磁阀(29)打开，所述储气罐内的高压气体由所述喷气筒(26)沿叶轮悬臂(4)转动方向喷出实现助力叶轮旋转；
所述控制装置(15)实时获取叶轮转速，当所述叶轮转速满足第二预设条件时，所述控制装置(15)加载第二控制机制，基于所述第二控制机制，判断模块(30)判断第二预设条件在第二控制机制内对应的第二控制指令，控制装置(15)发送第二控制指令，所述第二控制指令为保持所述第一控制指令运行；当所述叶轮转速满足第三预设条件时，所述控制装置加载第三控制机制，基于所述第三控制机制，判断模块(30)判断第三预设条件在第三控制机制内对应的第三控制指令驱动所述电磁阀(29)关闭，并实时监测储气罐内部的压力信息，当压力信息达到预设的压力阈值时，控制装置发送控制指令以控制所述压缩机关闭；
所述自平衡调节组件包括电磁拉紧器(14)和陀螺仪(21)，所述陀螺仪(21)位于所述中心轮毂(17)内部；
所述漂浮底座(2)为六边形结构，所述六边形结构的每个顶点均通过锚链(13)与海底固定，所述锚链(13)由两段链条组成，其中一根链条的底部固定在海底，另一根链条的顶部与所述漂浮底座(2)连接，两根链条通过所述电磁拉紧器(14)连接；
所述控制装置(15)分别与所述电磁拉紧器(14)和陀螺仪(21)连接，所述控制装置(15)实时监测所述陀螺仪(21)的倾斜度，所述倾斜度大于倾斜度设定值，且倾斜时间大于设定时间时，陀螺仪(21)发送信号至控制装置(15)，所述控制装置(15)加载第四控制机制，基于所述第四控制机制，判断模块(30)判断第四控制机制对应的第四控制指令，控制装置(15)发送第四控制指令，以控制位于倾斜度相反方向的所述电磁拉紧器(14)工作，直至所述陀螺仪(21)的倾斜度在预设范围内。
2.根据权利要求1所述的漂浮式风力发电装备自适应调控系统，其特征在于，所述储气罐包括一级储气罐(18)和二级储气罐(25)，所述压缩机包括一级压缩机(19)和二级压缩机(20)；
所述一级储气罐(18)、一级压缩机(19)和二级压缩机(20)均设置在所述中心轮毂(17)内，所述二级储气罐(25)设置在所述叶轮悬臂(4)末端且所述二级储气罐(25)与所述喷气筒(26)连通；
所述一级储气罐(18)与所述一级压缩机(19)连接，且在一级储气罐(18)内部设置有第一气压传感器(27)，所述第一气压传感器(27)与所述控制装置(15)连接，用于将所述一级储气罐(18)的气压发送至所述控制装置(15)，所述一级压缩机(19)将空气进行压缩后储存在所述一级储气罐(18)内，当第一气压传感器(27)的压力值达到第一预设压力时，控制装置(15)控制一级压缩机(19)停止工作；
所述二级压缩机(20)分别与所述二级储气罐(25)和一级储气罐(18)连接，且在二级储气罐(25)内部设置有第二气压传感器(28)，所述第二气压传感器(28)与所述控制装置(15)连接，用于将所述二级储气罐(25)的气压发送至所述控制装置(15)；所述二级压缩机(20)将一级储气罐(18)内的压缩空气进行压缩后储存在所述二级储气罐(25)内，当第二气压传感器(28)的压力值达到第二预设压力时，控制装置(15)控制二级压缩机(20)停止工作。
3.根据权利要求1所述的漂浮式风力发电装备自适应调控系统，其特征在于，所述漂浮式风力发电主体结构还包括漂浮支撑圈(6)，所述漂浮支撑圈(6)设置在所述塔柱(1)周侧，漂浮支撑圈(6)与所述叶轮悬臂(4)通过若干个支撑杆(7)连接，每两个支撑杆(7)构成V型结构，并配合叶轮悬臂(4)构成三角稳定结构；
所述漂浮支撑圈(6)为空心管状漂浮圆环，漂浮在海面并通过支撑杆(7)实现对叶轮悬臂(4)的支撑。
4.根据权利要求3所述的漂浮式风力发电装备自适应调控系统，其特征在于，所述叶轮悬臂(4)至少包括内部叶轮悬臂和外部叶轮悬臂，所述内部叶轮悬臂和外部叶轮悬臂通过铰链连接，所述支撑杆(7)的顶部与所述外部叶轮悬臂连接。
5.根据权利要求1所述的漂浮式风力发电装备自适应调控系统，其特征在于，所述漂浮底座(2)包括空心安装基座(8)，所述空心安装基座(8)的顶部与所述塔柱(1)的顶部连接，所述塔柱(1)的底部直径大于顶部直径；所述空心安装基座(8)沿周侧均匀设置有六个第二空心管(10)，相邻两个所述第二空心管(10)之间通过第一空心管(9)连接，构成六边形浮力结构；所述六边形浮力结构的顶部与所述塔柱(1)之间还均匀设置有六个固定杆(12)，所述固定杆(12)的底部与所述六边形浮力结构的顶点连接，固定杆(12)的顶部与所述塔柱(1)的外壁连接；
相邻两个所述第一空心管(9)、固定杆(12)、第二空心管(10)通过一拖四连接头(11)连接。
6.根据权利要求1所述的漂浮式风力发电装备自适应调控系统，其特征在于，所述发电机(3)为内转子发电机，所述发电机(3)与所述塔柱(1)的顶部通过法兰连接，所述中心轮毂(17)与所述发电机(3)的内转子固定连接。
7.根据权利要求1所述的漂浮式风力发电装备自适应调控系统，其特征在于，所述风叶(5)为内侧平直、外侧圆弧状的中空结构。
8.根据权利要求7所述的漂浮式风力发电装备自适应调控系统，其特征在于，所述风叶(5)内部设置有轻质气体气囊。
9.根据权利要求8所述的漂浮式风力发电装备自适应调控系统，其特征在于，所述轻质气体气囊为氢气气囊或氦气气囊。
10.漂浮式风力发电装备自适应调控方法，其特征在于，所述调控方法应用权利要求1-9任一所述的调控系统，包括：
所述控制装置(15)实时获取测风仪(22)的风力等级，当所述风力等级满足第一预设条件时，所述控制装置(15)加载第一控制机制，基于所述第一控制机制，判断模块(30)判断第一预设条件在第一控制机制内对应的第一控制指令，控制装置(15)发送第一控制指令驱动电磁阀(29)打开，所述储气罐内的高压气体由所述喷气筒(26)沿叶轮悬臂(4)转动方向喷出实现助力叶轮旋转；
所述控制装置(15)实时获取叶轮转速，当所述叶轮转速满足第二预设条件时，所述控制装置(15)加载第二控制机制，基于所述第二控制机制，判断模块(30)判断第二预设条件在第二控制机制内对应的第二控制指令，控制装置(15)发送第二控制指令，所述第二控制指令为保持所述第一控制指令运行；当所述叶轮转速满足第三预设条件时，所述控制装置加载第三控制机制，基于所述第三控制机制，判断模块(30)判断第三预设条件在第三控制机制内对应的第三控制指令驱动所述电磁阀(29)关闭，并实时监测储气罐内部的压力信息，当压力信息达到预设的压力阈值时，控制装置发送控制指令以控制所述压缩机关闭；
所述控制装置(15)分别与所述电磁拉紧器(14)和陀螺仪(21)连接，所述控制装置(15)实时监测所述陀螺仪(21)的倾斜度，所述倾斜度大于倾斜度设定值，且倾斜时间大于设定时间时，陀螺仪(21)发送信号至控制装置(15)，所述控制装置(15)加载第四控制机制，基于所述第四控制机制，判断模块(30)判断第四控制机制对应的第四控制指令，控制装置(15)发送第四控制指令，以控制位于倾斜度相反方向的所述电磁拉紧器(14)工作，直至所述陀螺仪(21)的倾斜度在预设范围内。
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