具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1或图2，图1示出了本发明一实施例中的海上风力发电平台的动态压载调节装置10的结构示意图，图2示出了本发明另一实施例中的海上风力发电平台的动态压载调节装置10的结构示意图。本发明一实施例提供的一种海上风力发电平台的动态压载调节装置10，海上风力发电平台的动态压载调节装置10包括：平台基础11、进气管12、第一开关阀121、空气压缩机组13、排气管14、第二开关阀141、水管15、第三开关阀151、液位传感器(图中未示出)、浮态传感器(图中未示出)与控制器(图中未示出)。平台基础11具体例如为半潜式基础，设有至少三个可调压载舱111。进气管12与第一开关阀121均为至少三个，至少三个进气管12的一端一一对应连通至少三个可调压载舱111，至少三个进气管12的另一端与空气压缩机组13的出气口相连通。至少三个第一开关阀121一一对应地设置于至少三个进气管12上，用于控制进气管12的通断。排气管14与第二开关阀141均为至少三个，至少三个排气管14的一端一一对应连通设置于至少三个可调压载舱111，至少三个排气管14的另一端用于连通外界环境。至少三个第二开关阀141一一对应地设置于至少三个排气管14上，用于控制排气管14的通断。水管15与第三开关阀151均为至少三个，至少三个水管15的一端与至少三个可调压载舱111的底部一一对应连通，至少三个水管15的另一端用于连通到海洋环境。至少三个第三开关阀151一一对应地设置于至少三个水管15上。液位传感器为至少三个，至少三个液位传感器一一对应地设置于至少三个可调压载舱111。液位传感器用于检测对应的可调压载舱111的液位高度。浮态传感器设置于平台基础11上，用于获取平台基础11的倾斜角度。控制器分别与第一开关阀121、第二开关阀141、第三开关阀151、液位传感器与浮态传感器电性连接。

具体而言，进气管12的端部连通设置于可调压载舱111的顶部。排气管14的端部连通设置于可调压载舱111的顶部。如此，由于位于可调压载舱111的顶部部位，将第一开关阀121开启时便于将气体通入到可调压载舱111内，将第二开关阀141开启时便于将可调压载舱111内的气体向外排出到可调压载舱111外。可以理解的是，进气管12的端部也可以连通设置于可调压载舱111的其它部位，在此不进行限定，根据实际需求设置即可。同样地，出气管的端部也可以连通设置于可调压载舱111的其它部位，在此不进行限定，根据实际情况进行设置即可。

上述的海上风力发电平台的动态压载调节装置10工作于海面上的过程中，平台基础11在例如受到外界环境中的风力影响而发生倾斜时，浮态传感器能及时地获取到平台基础11的倾斜角度并发送给控制器，各个液位传感器能同步检测出对应的可调压载舱111的液位高度并发送给控制器，控制器根据平台基础11的倾斜角度与各个可调压载舱111的液位高度相应判断各个可调压载舱111的具体调载模式。例如当可调压载舱111所在的第一立柱112的位置相对较高时，使得该可调压载舱111进行排气与加水动作，即控制该可调压载舱111所对应的第一开关阀121关闭，以及控制第二开关阀141与第三开关阀151均开启，这样该可调压载舱111内的空气通过排气管14向外排，外界海水同步通过水管15进入到该可调压载舱111内；反之，例如当可调压载舱111所在的第一立柱112的位置相对较低时，使得该可调压载舱111进行加气与排水动作，即控制该可调压载舱111所对应的第一开关阀121与第三开关阀151均开启以及控制第二开关阀141关闭，这样该可调压载舱111内的空气通过进气管12进入到可调压载舱111内，在空气的压迫作用下使得可调压载舱111内的压载水同步通过水管15外排到海水中。如此，通过及时地对各个可调压载舱111进行动态调整，能够使海上风力发电平台在不断变化的海洋环境载荷作用下始终保持正浮，进而能提高发电效率。

此外，由于各个可调压载舱111均配置有进气管12、第一开关阀121、排气管14、第二开关阀141、水管15与第三开关阀151等附件，即各个可调压载舱111可以同步且独立地进行调节动作。当其中一个可调压载舱111进行排气加水动作时，另一个可调压载舱111同步进行加气排水动作，从而能及时地对各个可调压载舱111同步进行动态调整，使得平台基础11快速地调整到最佳位置，进而能够提高平台基础11处于海面上的稳性，能提高发电效率。

需要说明的是，对于其中任意一个可调压载舱111所对应的第一开关阀121、第二开关阀141与第三开关阀151而言，一般情况下，第二开关阀141和第三开关阀151均处于常闭状态。此外，第一开关阀121和第二开关阀141不同时开启。

请参阅图1、图3与图4，在一个实施例中，平台基础11具体为半潜式基础，平台基础11包括至少三个第一立柱112。至少三个可调压载舱111一一对应地设置于至少三个第一立柱112的内部。如此，由于各个第一立柱112均配置有进气管12、第一开关阀121、排气管14、第二开关阀141、水管15与第三开关阀151等附件，在生产过程中，可以先将第一立柱112及其相关附件组合在一起，并在运输到海面上时将各个第一立柱112组装在一起，从而能便于平台基础11的运输操作与组装操作，能避免运输过程中出现损坏，独立性较强，工作效率较高。同时，各可调压载舱111压载水管15路系统相互独立，避免了各立柱单元间复杂的压载水管15路布置，大大降低了建造和运维成本。此外，由于在每个第一立柱112的内部均设置有可调压载舱111，即每个第一立柱112所处于海面上的高度位置均能够灵活地调整，从而能够提高平台基础11处于海面上的稳性，进而能提高发电效率。

需要说明的是，平台基础11所包括的第一立柱112的数量例如为三个、四个、五个或其它数量，在此不进行限定。

应该理解的是，可选地，第一立柱112与可调压载舱111的数量上不限于是一一对应，换言之，并不是必须要在每个第一立柱112的内部设置可调压载舱111。作为一个示例，第一立柱112的数量例如为六个时，可调压载舱111例如为三个，其中三个第一立柱112上均设置有一个可调压载舱111，其余三个第一立柱112上可以无需设置可调压载舱111，三个设置有可调压载舱111的第一立柱112与三个没有设置可调压载舱111的第一立柱112交替布置。再例如，第一立柱112的数量例如为八个时，可调压载舱111例如为四个，其中四个第一立柱112上均设置有一个可调压载舱111，其余四个第一立柱112上可以无需设置可调压载舱111，四个设置有可调压载舱111的第一立柱112与四个没有设置可调压载舱111的第一立柱112交替布置。

请参阅图1、图3与图4，在一个实施例中，平台基础11还包括至少三个第一横撑113。至少三个第一横撑113一一对应地连接于相邻两个第一立柱112之间。

请参阅图1与图4，在一个实施例中，平台基础11还包括第二立柱114，第二立柱114用于支撑风机，布置于至少三个第一立柱112所围成区域的内部或边界上。其中，第二立柱114内可不布置可调压载舱，也可以设置可调压载舱，根据实际需求进行设置即可。

进一步地，平台基础11还包括至少三个第二横撑115。第二立柱114分别与至少三个第二横撑115的一端相连，至少三个第二横撑115的另一端与至少三个第一立柱112一一对应相连。

需要说明的是，第一立柱112与第二立柱114的截面例如为圆形截面，但在其他实施例中，第一立柱112与第二立柱114的截面形状也可以是但不限于方形、导角方形或多边形，可以根据实际需求进行设置。

请参阅图5或图6，在一个实施例中，平台基础11具体为驳船阻尼池式基础，平台基础11设有多个隔舱(图中未示出)。多个隔舱的数量不少于至少三个可调压载舱111的数量。至少三个可调压载舱111一一对应布置于多个隔舱中的至少三个中。

具体而言，至少三个可调压载舱111一一对应布置于靠近艏艉舷侧位置的不在同一直线上的至少三个隔舱内。如此，能实现调整平台基础11的倾斜角度，进而提高海上风力发电平台在海面上的稳性，保证发电效率不受到影响。

如图5与图6示意出的适用于驳船阻尼池式海上风力发电平台的平台基础11，平台基础11的中部部位为阻尼池结构116，外围部位用于设置隔舱，具体例如呈方形框体，当然也可以是其它形状的围框。可调压载舱111的数量具体例如为四个，四个可调压载舱111一一对应布置于方形框体的四个角部或者布置于方形框体的各个边的中部部位。

应理解的是，图5与图6分别显示了两种可调压载舱111在驳船型浮式风力发电平台上的布置方式，但在其他实施例中，可调压载舱111的布置方式不限于所示位置，可根据驳船形状和舱室划分，选择满足压载调节需要的位置进行布置即可。

在一个实施例中，空气压缩机组13包括空气压缩机(图中未示出)以及与空气压缩机相连的空气压缩罐(图中未示出)。空气压缩罐与进气管12连通。空气压缩机组13设置于平台基础11的风机塔筒底部、第一层甲板或第二层甲板上的机舱内部。如此，由于空气压缩机组13布置于风机塔筒底部、第一层甲板或第二甲板上的机舱内部，无需复杂的舱底水泵系统和各个可调压载舱111之间的压载水管15路，大大简化舱室、通道和压载水相关设备及管路布置，降低系统的建造和运维成本。

需要说明的是，第一层甲板指的是位于最上方的甲板，又称主甲板；第二层甲板指的是位于第一层甲板下方的甲板。

在一个具体的实施例中，至少三个空气压缩机组13分别一一对应布置于平台基础11的第二甲板上的机械处所内，如此能最大限度简化平台的舱室和梯道布置，降低设备维护成本。

请参阅图1，在一个实施例中，空气压缩机组13为至少三个，至少三个空气压缩机组13与至少三个进气管12一一对应连通设置。如此，当空气压缩机组13为至少三个时，即通过至少三个空气压缩机组13将气体通过至少三个进气管12一一对应地输送到至少三个可调压载舱111的内部。

请参阅图2，在另一个实施例中，空气压缩机组13为一个，空气压缩机组13分别与至少三个进气管12相连通。即可只集中配置一台空气压缩机组13，即通过空气压缩机组13例如通过压缩空气总管16分别与至少三个进气管12相连通，同样能向各个可调压载舱111供气。在该实施例中，虽然增加了压缩空气总管16，但减少了压缩空气机组的数量，简化了立柱机械处所的布置，适用于海况变化较为平缓的场址。

在一个实施例中，海上风力发电平台的动态压载调节装置10还包括至少三个气压传感器(图中未示出)。至少三个气压传感器一一对应地设置于至少三个可调压载舱111，气压传感器用于感应对应的可调压载舱111内的气压大小。气压传感器与控制器电性连接。此外，需要说明的是，浮态传感器还用于获取平台基础11的吃水位置，以控制调载过程前后压载水总量保持不变，平台吃水不变。

进一步地，各个可调压载舱111内设置的气压传感器和液位传感器，对可调压载舱111内部的空气压力和压载水液位进行实时监控，使可调压载舱111内压载水液面至压载水管15口高度差维持在最小设计值以上，且空气压力不超过设计压力最高值。作为一个示例，可调压载舱111内气压不超过3.0bar，压载水液位不高于舱深度的90％，也不低于其深度的10％。作为一个具体示例，可调压载舱111内的气压在不进行调载时可维持在约2.0bar–2.5bar，以保证需要排出压载水时的快速响应能力。

在一个实施例中，海上风力发电平台的动态压载调节装置10还包括低通滤波单元(图中未示出)。气压传感器和浮态传感器均与低通滤波单元电性连接。低通滤波单元与控制器电性连接。低通滤波单元对测量得到的液位高度信号、倾斜角度信号与可调压载舱111内的压力信号起到过滤作用，并将过滤处理后的结果反馈给控制器，控制器根据结果反馈再相应控制第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀工作。

需要说明的是，为最大限度地消除海上风力发电平台周期性的摇荡运动以及瞬时环境干扰引起的短时平台姿态变化，可以根据平台作业场址的海洋环境特征对低通滤波单元所设置的参数进行优化，这样例如当浮态传感器感应到的平台基础11的倾斜角度超过预设阈值范围时使得控制器控制相应的开关工作，当感应到的平台基础11的倾斜角度在预设阈值范围内时，维持各个开关的原工作状态，避免控制器频繁响应，保证主动调节效率。

在一个实施例中，控制器设有信号收发模块。信号收发模块用于与远程终端电性连接。具体而言，远程终端例如为手机、电脑、平板等等电子控制设备。如此，远程终端与控制器之间传递信号，一方面将传感器测量的实时状态信号传输至远程终端，能及时地掌握海上风力发电平台的工作状态；另一方面，能远程遥控控制器，执行远程终端对各个开关阀门的操作指令，实现远程手动压载水调驳操作和浮态调整作业。

具体而言，可调压载舱111具体例如设置于平台基础11的底部部位，如此能有利于对平台基础11的位置进行动态调整，调整效果较好。具体而言，对于第一立柱112而言，可调压载舱111例如设置于第一立柱112的底端，第一立柱112的底端位于海面的下方，重心较低，便于动态调整第一立柱112的位置；此外，可调压载舱111内部的水通过水管15直接向外排放到海水中，也可以直接将海水通过水管15导向到可调压载舱111的内部。

需要说明的是，上述的第一开关阀121、第二开关阀141、第三开关阀151的驱动形式不进行限制，例如可以是电磁阀、液压阀、气动阀等等。

还需要说明的是，可调压载舱111的具体形状为满足气密性要求的舱室分隔，其形状由平台的外形和布置位置决定。在一些实施例中，可调压载舱111具体例如为耐压气密结构，包括但不限于球面、端部为平面、半球面或碟型的圆柱或楞柱罐体等。

在一些实施例中，为了确保在浮式平台摇荡运动较为剧烈时可调压载舱111内的压载水晃荡不会对压载平衡调节过程产生不利影响，可调压载舱111的底部位置例如设置至少一个具有一定开孔率的水平止荡板。在这种情况下，可调压载舱111内压载水的最低液位限制位于该止荡板。

在一些实施例中，各个可调压载舱111内例如布置有至少一个纵向制荡板和/或至少一个横向制荡板，避免自由液面晃荡影响对压载调节控制。

在一些实施例中，平台基础11还包括设于可调压载舱111下方的固定压载舱。出于尽量降低浮式风力发电平台的重心的目的，可调压载舱111应尽量布置于靠近基线的位置，即靠近于固定压载舱的上表面的位置。

需要说明的是，可调压载舱111的可调指的是舱内的压载水可以向外排放或向内通入压载水，从而调整浮力大小。固定压载舱的固定指的是舱内不可以调整压载水的重量，固定压载舱的舱内例如装载一定量的水泥、铁矿砂或重晶石矿浆等大比重的固体或流体作为固定压载。

在一个实施例中，一种海上风力发电平台，海上风力发电平台包括上述任一实施例的海上风力发电平台的动态压载调节装置10。

需要说明的是，海上风力发电平台既可以是立柱稳定式海上风力发电平台，又可以是驳船阻尼池式海上风力发电平台。

上述的海上风力发电平台，由于包括了上述的海上风力发电平台的动态压载调节装置10，其技术效果由海上风力发电平台的动态压载调节装置10带来，有益效果与海上风力发电平台的动态压载调节装置10的有益效果相同，在此不再赘述。

在一个实施例中，一种上述任一实施例的海上风力发电平台的动态压载调节装置10的调节方法，包括如下步骤：

获取平台基础11的倾斜角度，以及各个可调压载舱111的压载水液位；

根据平台基础11的倾斜角度以及各个可调压载舱111的压载水液位，控制平台基础11向下倾斜部位的至少一个可调压载舱111所对应的空气压缩机组13工作，所对应的第一开关阀121打开，以及所对应的第三开关阀151打开，以使得对平台基础11向下倾斜部位的至少一个可调压载舱111进行充气并排出压载水；同步控制平台基础11向上倾斜部位的至少一个可调压载舱111所对应的第二开关阀141打开，以及所对应的第三开关阀151打开，以使得对平台基础11向上倾斜部位的至少一个可调压载舱111进行排气并加入压载水。

上述的海上风力发电平台的动态压载调节装置10的调节方法，由于实时地检测平台基础11的倾斜角度以及可调压载舱111的压载水液位，并根据检测结果及时地做出相应的调整，即排出平台基础11向下倾斜部位的至少一个可调压载舱111内一定量的压载水，同时平台基础11向上倾斜部位的至少一个可调压载舱111吸入一定量的压载水，从而便能产生抵消平台基础11当前所受平均倾覆力矩的回复力矩，使得海上浮式风力发电平台在不同风向、风速的作用下始终保持在风力发电机组工作的最佳横/纵倾角范围内，有助于实现平台发电效率的最优化。

在一个实施例中，上述的海上风力发电平台的动态压载调节装置10的调节方法中，还包括以下步骤：监测各个可调压载舱111的气压大小，控制进气压力和进气流量的大小，使得可调压载舱111内的压力大小不超过设计限制值，以及使得平均压载水液位不低于最小水位要求。

此外，在调节过程中，排出的压载水总量和吸入的压载水总量保持动态平衡，确保平台平均吃水不变。

在一些实施例中，动态压载调节系统不仅可以用于平台在在位工况下的浮态调整，在平台基础下水、拖航和安装过程中也可以用于调整浮态，亦可以在平台基础进行倾斜试验时将平台调至指定倾角。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。