哈尔滨工程大学张建华获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工程大学申请的专利组合式浮式风电平台及其发电效能智能优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116890967B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310786749.2,技术领域涉及:B63B35/44;该发明授权组合式浮式风电平台及其发电效能智能优化方法是由张建华;张艺巍;孙科;刘志成;郭军;唐朝;陈悦设计研发完成,并于2023-06-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本组合式浮式风电平台及其发电效能智能优化方法在说明书摘要公布了:本发明提出了组合式浮式风电平台及其发电效能智能优化方法,所述组合式浮式风电平台设置六组浮力舱,六组浮力舱呈正六边形分布,浮力舱之间采用桁架相连,所述浮力舱上部设置圆台构件和塔筒安装底座,塔筒安装底座上安装塔筒,六组塔筒上对称安装两组水平轴风机和四组垂直轴风机;所述浮力舱下部设置支撑杆和系泊钢索,所述支撑杆下设置垂荡板,垂荡板下安装压载舱,所述系泊钢索连接重力锚;所述组合式浮式风电平台安装后浮力舱一半处于海平面下,一半位于海平面上,通过系泊钢索连接重力锚将其固定在海水中,组合式浮式风电平台呈正六边形对称分布,受力均匀,结构稳定,并通过智能匹配优化方法协同控制各台风机,能高效获取不同高度、角度的风能,提升了单一浮式平台的效率与产能。
本发明授权组合式浮式风电平台及其发电效能智能优化方法在权利要求书中公布了:1.组合式浮式风电平台的基于卷积神经网络的发电效能智能优化方法,其特征在于,所述组合式浮式风电平台,包括有水平轴风机(1)、长塔筒(2)、短塔筒(3)、垂直轴风机(4)、塔筒安装底座(5)、圆台构件(6)、浮力舱(7)、桁架(8)、竖直支撑杆(10)、斜支撑杆(11)、垂荡板(12)、压载舱(13)、系泊钢索(14)和重力锚(15),其特征在于:所述组合式浮式风电平台设置六组浮力舱(7),六组浮力舱(7)呈正六边形分布,所述浮力舱(7)之间采用桁架(8)相连,所述浮力舱(7)上部设置圆台构件(6),所述圆台构件(6)上设置塔筒安装底座(5),六组塔筒安装底座(5)上对称安装两组长塔筒(2)和四组短塔筒(3),所述长塔筒(2)上安装水平轴风机(1),短塔筒(3)上安装垂直轴风机(4);所述浮力舱(7)底部安装竖直支撑杆(10)、斜支撑杆(11)和系泊钢索(14),所述竖直支撑杆(10)和斜支撑杆(11)下设置垂荡板(12),垂荡板(12)下连接压载舱(13),所述系泊钢索(14)下端连接重力锚(15); 所述组合式浮式风电平台设置有水平轴风机(1)和垂直轴风机(4),所述水平轴风机(1)为两组,所述垂直轴风机(4)为四组,两组水平轴风机(1)和四组垂直轴风机(4)对称安装在六组浮力舱(7)上部,包括以下步骤: 1)风机平台网格化部署; 采用一种网格化的部署方式进行初始化部署,以保证能够覆盖到海面上足够大的区域,寻找到海面风能较大的地点; 2)参数测量; 利用各个风机平台上具备的高精度传感器对其海面上参数进行测量,其中包括海面风速,海面风向,湍流程度,气温以及湿度这些与海面各地点风能密切相关的特征; 3)卷积神经网络训练;海面风速与风向为显著特征,即需要对风速与风向特征进行网络特定优化以增加其表达能力,采用多层累计卷积方式以增强其表达能力,并利用填补公式对空缺的两个单元进行填补; 4)效能评估; 对预测的发电效率按照发电效能评估公式进行评估,以找到发电效能较优区域; 5场域插值处理; 整个场域进行牛顿多项式插值,获得初始化部署后的风机平台所处海面的整体发电效能情况; 6个体发电效能匹配; 在预测最高点得水平轴风机发电效率与垂直轴风机发电效率较小时,使得风叶转速无限制运行即可,当预测最高点的水平轴风机发电效率与垂直轴风机发电效率均较大时,让在设备的水平轴风机叶片与垂直轴风机叶片在允许运行范围内即可,但当水平轴风机发电效率与垂直轴风机发电效率出现极不平衡时,则按照需要垂直轴风机叶片调节公式或者水平轴风机叶片调节公式进行调整,以便于最大化整个系统的能量收集; 7SVM二分类尾流效应; 采用SVM二分类算法,提取最高发电效能位置的风速值,风向,湍流程度,气温,风能值,以及每台风力机之间的间距值,来预测安排所有装置到发电效率最大化地点时的尾流效应其尾流效应是否高于设定阙值; 8最优化部署; 以最小间距安排所有装置到发电效能最大化地点,然后利用SVM算法预测此时的尾流效应,当预测尾流效应其值小于设定的阁值,即可按照发电效率最大化进行,而如果预测的尾流效应值高于阈值,则放大间距,重新预测,直到在发电效率最大化时,尾流效应还在阈值以下,做到发电效率最大化且尾流效应较低。
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