一种浮力储能功率自调节式水上风力发电设备及方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种浮力储能功率自调节式水上风力发电设备及方法。

背景技术

风力发电设备最大的弊端就是发电功率不稳定，风力较大时发电量较多，而风力较少时发电量较少，其发电峰谷差较大且难以确定，受天气因素影响较多，导致风力发电设备难以直接接入城市电网进行使用。

申请号为CN202110756986.5的专利公开了一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置，属于风力发电技术领域。包括风力发电机、悬浮板、浮力调节机构、锁定机构、能量转化机构，所述的悬浮板设置在风力发电机的下方，所述的浮力调节机构与风力发电机连接，所述的锁定机构固定安装在浮力调机构上，所述的能量转化机构固定安装在浮力调节机构中的连接柱上，其通过浮力调节机构、锁定机构和能量转化机构，完成风力发电时候的复合式储能，从而便于在发电峰谷期间进行储能和释放，以便于稳定提供发电量。

但是该设备具有一定缺陷，其能量转化机构需要移动时，通过海水冲击转动桨转动进行发电并储存，其整体储能效率较低，并且转动桨结构容易受到海中杂物缠绕而损坏，导致无法工作，可靠性也较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种浮力储能功率自调节式水上风力发电设备，以解决解决能量转化机构需要移动时，通过海水冲击转动桨转动进行发电并储存，整体储能效率较低，并且转动桨结构容易受到海中杂物缠绕而损坏，导致无法工作，可靠性也较低的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种浮力储能功率自调节式水上风力发电设备，包括有支撑塔架，所述支撑塔架的顶部设有发电机舱，其特征在于，还包括：

旋转轮毂，所述旋转轮毂的外侧呈圆周状均匀环绕设置有多个倾斜叶片，所述旋转轮毂的轴端连接设置有第一发电机；

浮力基座，设置于所述支撑塔架的下侧，所述浮力基座的外侧环绕设置有多个固定锚链，所述固定锚链的外端固定连接设置有固定锚座，所述浮力基座的中心处下方设置有中心支撑杆；

浮力储能内环，嵌套设置于所述中心支撑杆的外侧，所述浮力储能内环的外侧环绕设置有浮力储能外环，所述浮力储能内环和所述浮力储能外环的内部均设置有密封压水舱，所述密封压水舱的底部设置有排水电磁阀和充气电磁阀，所述充气电磁阀的底端设置有充气接口，所述密封压水舱的顶部设置有注水电磁阀和排气电磁阀；

水下支撑架，设置与所述中心支撑杆的底端，所述水下支撑架的中间竖向设置有多个充气接头，所述充气接头与所述充气电磁阀之间一一对应设置，所述充气接头与所述充气接口之间尺寸相互配合，所述浮力储能内环或所述浮力储能外环移动至所述水下支撑架上方时，所述充气电磁阀通过所述充气接口与所述充气接头相互嵌套连通，所述充气接头的外端设置有充气连接管，所述浮力基座的中间设置有排水气泵，所述充气接头通过所述充气连接管与所述排水气泵相互连接；

固定链轮，设置于所述水下支撑架的上侧和所述浮力基座的下侧，上下对称设置的固定链轮的外侧均设置有牵引链条，设置于所述水下支撑架的上侧的固定链轮外侧的牵引链条的两端分别固定设置于所述浮力储能内环的底部和所述浮力储能外环的底部，设置于所述浮力基座的下侧的固定链轮外侧的牵引链条的两端分别固定设置于所述浮力储能内环的顶部和所述浮力储能外环的顶部，所述水下支撑架的中心处设置有联动驱动机构，所述联动驱动机构的上方设置有第二发电机，所述固定链轮通过所述联动驱动机构与所述第二发电机相互传动连接。

在一些可选实施例中，所述联动驱动机构包括链轮伞齿，所述链轮伞齿设置于所述的固定链轮的轴端，所述链轮伞齿的外侧啮合设置有驱动伞齿，所述驱动伞齿的轴端设置有传动伞齿，所述传动伞齿的外侧啮合设置有中心伞齿，所述中心伞齿的轴端与所述第二发电机的轴端相互连接。

在一些可选实施例中，所述浮力储能内环的内侧底部设置有固定卡套，所述中心支撑杆的底侧和顶侧均设置有固定滑套，所述固定滑套的内侧嵌套滑动设置有固定插杆，所述固定插杆的后端设置有调节伸缩杆，所述固定卡套与所述固定滑套一一对应设置，所述固定卡套与所述固定插杆之间尺寸相互配合。

在一些可选实施例中，所述浮力储能内环和所述浮力储能外环的重量和排水量均相同，所述浮力储能内环沿所述中心支撑杆纵向移动时通过所述牵引链条和所述固定链轮带动所述浮力储能外环同步反向移动，所述浮力储能内环和所述浮力储能外环沿所述中心支撑杆纵向移动时通过所述牵引链条带动所述固定链轮转动。

在一些可选实施例中，所述中心支撑杆的外侧环绕间隔平行竖向设置有多个竖直导轨，所述浮力储能外环的内侧面和浮力储能内环的外侧面均设置有多个嵌合导向槽，所述浮力储能外环和所述浮力储能内环均通过所述嵌合导向槽与所述竖直导轨滑动连接。

在一些可选实施例中，所述中心支撑杆的中心处设置有导向收纳套筒，所述导向收纳套筒的外侧竖向设置有竖直导向槽，所述导向收纳套筒的内侧嵌套设置有中心承托架，所述中心承托架的左右两侧对称设置有连接支臂，所述中心承托架通过所述连接支臂与所述浮力储能内环相互连接。

在一些可选实施例中，所述支撑塔架的底部设置有支撑底座，所述支撑塔架通过所述支撑底座与所述导向收纳套筒嵌套滑动连接，所述支撑底座的外侧环绕设置有多个锁定插套，所述导向收纳套筒的底部和顶部均环绕设置有多个水平套筒，所述水平套筒与所述锁定插套一一对应设置，所述水平套筒的内侧嵌套滑动设置有锁定插杆，所述锁定插杆与所述锁定插套之间尺寸相互配合，所述锁定插杆的后侧设置有液压伸缩杆。

发电设备通过浮力储能内环和浮力储能外环之间的重力和浮力平衡进行储能和发电，并通过发电机舱上设置有多个倾斜叶片的旋转轮毂以接收风力带动第一发电机转动以进行发电，而发电机舱设置在竖立的支撑塔架顶部，以便于提高高度更好接收风力发电，而支撑塔架通过支撑底座与导向收纳套筒嵌套滑动连接，下半部分可以嵌合收纳至导向收纳套筒内部，以降低支撑塔架和发电机舱的高度，而支撑塔架在收纳和展开时，分别通过导向收纳套筒的底部和顶部设置有多个水平套筒进行锁定，通过液压伸缩杆可以牵引锁定插杆沿水平套筒滑动，以使锁定插杆嵌入锁定插套进行锁定或脱离解锁，而支撑塔架降下收纳时通过重力自然下落，当需要升起时，则通过排水气泵将空气泵入浮力储能内环内部的密封压水舱中，将其中水由排水电磁阀完全排空，使浮力储能内环可以自然上浮，并在上浮的过程中通过连接支臂和中心承托架托举浮力基座，使浮力基座和支撑塔架可以自然升起，从而可以实现支撑塔架的收缩调节，进而便于在恶劣天气时收缩保护支撑塔架和发电机舱，有利于提高装置整体的安全性和可靠性。

在一些可选实施例中，所述浮力储能外环的外侧均匀平行设置有多个缓冲减速板，所述缓冲减速板之间关于所述浮力储能外环的水平中心线上下两侧对称设置，所述缓冲减速板的靠近所述浮力储能外环的水平中心线一端设置有连接转轴，所述缓冲减速板通过所述连接转轴与所述浮力储能外环转动连接，所述连接转轴的中间设置有限位挡块，所述限位挡块限制所述缓冲减速板通过所述连接转轴向外侧翻转至九十度，所述缓冲减速板的另一端设置有锁定卡勾，所述锁定卡勾的中间设置有锁定卡槽。

在一些可选实施例中，所述锁定卡槽的内侧嵌合设置有锁定卡柱进行锁定，所述锁定卡柱的上下两侧均设置有让位解锁槽，所述让位解锁槽与所述锁定卡槽之间尺寸相互配合，所述锁定卡柱的上下两端均设置有锁定滑套，所述锁定卡柱通过所述锁定滑套与所述浮力储能外环滑动连接，所述锁定卡柱沿所述锁定滑套滑动使所述让位解锁槽与所述锁定卡槽相互对齐时所述锁定卡勾解锁，远离所述浮力储能外环的水平中心线一侧的锁定滑套的外端与所述浮力储能外环的外侧相互连通，靠近所述浮力储能外环的水平中心线一侧的锁定滑套的外端设置有调节螺丝保持封闭，所述调节螺丝与所述锁定滑套之间通过螺纹连接，所述调节螺丝与所述锁定卡柱之间设置有平衡弹簧。

一种浮力储能功率自调节式水上风力发电设备的发电方法，包括如下步骤：

L1配置平衡：将浮力储能内环和浮力储能外环内部密封压水舱充满水，并将浮力储能内环纵向移动至位于低处的水下支撑架处锁定，使浮力储能内环内部的密封压水舱通过充气电磁阀和充气接口与充气接头相互连接；

L2一次电能转化储存：通过多个倾斜叶片的旋转轮毂接收风力以带动第一发电机转动发电，并将产生的多余电力用于驱动排水气泵工作，以通过排水气泵将空气泵入浮力储能内环内部的密封压水舱中，将其中水由排水电磁阀完全排空，减小其整体质量和密度，从而将多余电力转化为浮力储能内环的浮力势能；

L3一次电能转化释放：在发电低谷时，解锁浮力储能内环，浮力储能内环受到浮力自然向上移动，而浮力储能外环失去浮力储能内环的重力平衡自然向下移动，从而使浮力储能内环和浮力储能外环通过牵引链条同步反向移动并带动固定链轮转动，固定链轮通过联动驱动机构驱动第二发电机转动发电，以将浮力储能内环的浮力势能转化为电力进行使用；

L4二次电能转化储存：浮力储能内环置于高处而浮力储能外环置于低处，浮力储能外环纵向移动至位于低处的水下支撑架处锁定，使浮力储能外环内部的密封压水舱通过充气电磁阀和充气接口与充气接头相互连接，通过产生的多余电力驱动排水气泵工作，以通过排水气泵将空气泵入浮力储能外环内部的密封压水舱中，将其中水由排水电磁阀完全排空，减小其整体质量和密度，从而将多余电力转化为浮力储能外环的浮力势能，同时开启浮力储能内环上的注水电磁阀，以使水自然注入其密封压水舱中，并将其中空气排出，增加其整体质量和密度；

L5二次电能转化释放：在发电低谷时，解锁浮力储能外环，浮力储能外环受到浮力自然向上移动，而浮力储能内环失去浮力储能外环的重力平衡自然向下移动，从而使浮力储能外环和浮力储能内环通过牵引链条同步反向移动并带动固定链轮转动，固定链轮通过联动驱动机构驱动第二发电机转动发电，以将浮力储能内环的浮力势能转化为电力进行使用。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种浮力储能功率自调节式水上风力发电设备，通过设置有多个倾斜叶片的旋转轮毂接收风力带动第一发电机转动以进行发电，而装置整体为浮动式结构，通过浮力基座可以浮在水面上布置，以设置在风力资源丰富的水面处，而浮力基座下方设置的浮力储能内环和浮力储能外环则均置于水面下方，在发电高峰时，设备可以通过多余电力带动排水气泵将气体泵入位于低处的浮力储能内环或浮力储能外环中的密封压水舱，将其中液体排空，使浮力大大增加，从而将电能转化为其浮力势能进行储存，而在发电低谷时位于低处的浮力储能内环或浮力储能外环可以通过浮力自然上升以纵向移动，通过牵引链条和固定链轮带动所述浮力储能外环同步反向移动，并带动固定链轮转动，使固定链轮进一步通过联动驱动机构带动第二发电机发电，以将储存能量转化为电能释放发电，从而便于在发电峰谷期间进行储能和释放，以便于稳定提供发电量，并且整体通过浮力储能内环和浮力储能外环之间的重力和浮力平衡进行储能，整体结构更加稳固可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的支撑塔架升起状态的结构示意图；

图3为本发明实施例的支撑塔架降下状态的结构示意图；

图4为本发明实施例的支撑塔架的结构示意图；

图5为本发明实施例的浮力基座的结构示意图；

图6为本发明实施例的中心支撑杆的结构示意图；

图7为本发明实施例的中心支撑杆的纵向截面结构示意图；

图8为本发明实施例的竖直导轨的结构示意图；

图9为本发明实施例的水下支撑架的结构示意图；

图10为本发明实施例的浮力储能内环的结构示意图；

图11为本发明实施例的浮力储能外环的结构示意图；

图12为本发明实施例的缓冲减速板的局部结构示意图。

图中标记为：

1、支撑塔架；101、发电机舱；102、支撑底座；103、锁定插套；104、旋转轮毂；105、倾斜叶片；106、第一发电机；2、浮力基座；201、固定锚链；202、固定锚座；3、中心支撑杆；301、导向收纳套筒；302、竖直导向槽；303、竖直导轨；304、水平套筒；305、锁定插杆；306、液压伸缩杆；4、水下支撑架；401、充气接头；402、充气连接管；403、排水气泵；404、固定滑套；405、固定插杆；406、调节伸缩杆；5、浮力储能内环；501、中心承托架；502、连接支臂；503、浮力储能外环；504、嵌合导向槽；505、固定卡套；6、密封压水舱；601、排水电磁阀；602、充气电磁阀；603、充气接口；604、注水电磁阀；605、排气电磁阀；7、固定链轮；701、牵引链条；702、联动驱动机构；703、链轮伞齿；704、驱动伞齿；705、传动伞齿；706、中心伞齿；707、第二发电机；8、缓冲减速板；801、连接转轴；802、复位折簧；803、限位挡块；804、锁定卡勾；805、锁定卡槽；9、锁定卡柱；901、让位解锁槽；902、锁定滑套；903、平衡弹簧；904、调节螺丝。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，一种浮力储能功率自调节式水上风力发电设备，包括有支撑塔架1，支撑塔架1的顶部设有发电机舱101，还包括：

旋转轮毂104，旋转轮毂104的外侧呈圆周状均匀环绕设置有多个倾斜叶片105，旋转轮毂104的轴端连接设置有第一发电机106；

浮力基座2，设置于支撑塔架1的下侧，浮力基座2的外侧环绕设置有多个固定锚链201，固定锚链201的外端固定连接设置有固定锚座202，浮力基座2的中心处下方设置有中心支撑杆3；

浮力储能内环5，嵌套设置于中心支撑杆3的外侧，浮力储能内环5的外侧环绕设置有浮力储能外环503，浮力储能内环5和浮力储能外环503的内部均设置有密封压水舱6，密封压水舱6的底部设置有排水电磁阀601和充气电磁阀602，充气电磁阀602的底端设置有充气接口603，密封压水舱6的顶部设置有注水电磁阀604和排气电磁阀605；

水下支撑架4，设置与中心支撑杆3的底端，水下支撑架4的中间竖向设置有多个充气接头401，充气接头401与充气电磁阀602之间一一对应设置，充气接头401与充气接口603之间尺寸相互配合，浮力储能内环5或浮力储能外环503移动至水下支撑架4上方时，充气电磁阀602通过充气接口603与充气接头401相互嵌套连通，充气接头401的外端设置有充气连接管402，浮力基座2的中间设置有排水气泵403，充气接头401通过充气连接管402与排水气泵403相互连接；

固定链轮7，设置于水下支撑架4的上侧和浮力基座2的下侧，上下对称设置的固定链轮7的外侧均设置有牵引链条701，设置于水下支撑架4的上侧的固定链轮7外侧的牵引链条701的两端分别固定设置于浮力储能内环5的底部和浮力储能外环503的底部，设置于浮力基座2的下侧的固定链轮7外侧的牵引链条701的两端分别固定设置于浮力储能内环5的顶部和浮力储能外环503的顶部，水下支撑架4的中心处设置有联动驱动机构702，联动驱动机构702的上方设置有第二发电机707，固定链轮7通过联动驱动机构702与第二发电机707相互传动连接。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，作为本发明的一个实施例，一种浮力储能功率自调节式水上风力发电设备，包括有支撑塔架1，支撑塔架1的顶部设有发电机舱101，还包括：旋转轮毂104，旋转轮毂104的外侧呈圆周状均匀环绕设置有多个倾斜叶片105，旋转轮毂104的轴端连接设置有第一发电机106；浮力基座2，设置于支撑塔架1的下侧，浮力基座2的外侧环绕设置有多个固定锚链201，固定锚链201的外端固定连接设置有固定锚座202，浮力基座2的中心处下方设置有中心支撑杆3；浮力储能内环5，嵌套设置于中心支撑杆3的外侧，浮力储能内环5的外侧环绕设置有浮力储能外环503，浮力储能内环5和浮力储能外环503的内部均设置有密封压水舱6，密封压水舱6的底部设置有排水电磁阀601和充气电磁阀602，充气电磁阀602的底端设置有充气接口603，密封压水舱6的顶部设置有注水电磁阀604和排气电磁阀605；水下支撑架4，设置与中心支撑杆3的底端，水下支撑架4的中间竖向设置有多个充气接头401，充气接头401与充气电磁阀602之间一一对应设置，充气接头401与充气接口603之间尺寸相互配合，浮力储能内环5或浮力储能外环503移动至水下支撑架4上方时，充气电磁阀602通过充气接口603与充气接头401相互嵌套连通，充气接头401的外端设置有充气连接管402，浮力基座2的中间设置有排水气泵403，充气接头401通过充气连接管402与排水气泵403相互连接；固定链轮7，设置于水下支撑架4的上侧和浮力基座2的下侧，上下对称设置的固定链轮7的外侧均设置有牵引链条701，设置于水下支撑架4的上侧的固定链轮7外侧的牵引链条701的两端分别固定设置于浮力储能内环5的底部和浮力储能外环503的底部，设置于浮力基座2的下侧的固定链轮7外侧的牵引链条701的两端分别固定设置于浮力储能内环5的顶部和浮力储能外环503的顶部，水下支撑架4的中心处设置有联动驱动机构702，联动驱动机构702的上方设置有第二发电机707，固定链轮7通过联动驱动机构702与第二发电机707相互传动连接，装置通过具有浮力的浮力基座2浮在水面上布置，以设置在风力资源丰富的水面处，浮力基座2周围通过固定锚链201连接固定有固定锚座202，通过固定锚座202沉入水底可以牵引固定浮力基座2，避免其随风浪移动，提高其整体稳定性，而浮力基座2上竖立的支撑塔架1顶部则设置有发电机舱101，而发电机舱101上设置有多个倾斜叶片105的旋转轮毂104可以接收风力带动第一发电机106转动以进行发电，而浮力基座2下侧设置有浮力储能内环5和浮力储能外环503，装置通过浮力储能内环5和浮力储能外环503作为储能结构，在发电低谷时，解锁浮力储能内环5，浮力储能内环5受到浮力自然向上移动，而浮力储能外环503失去浮力储能内环5的重力平衡自然向下移动，从而使浮力储能内环5和浮力储能外环503通过牵引链条701同步反向移动并带动固定链轮7转动，固定链轮7通过联动驱动机构702驱动第二发电机707转动发电，以将浮力储能内环5的浮力势能转化为电力进行使用，浮力储能内环5置于高处而浮力储能外环503置于低处，浮力储能外环503纵向移动至位于低处的水下支撑架4处锁定，而密封压水舱6的底部设置有排水电磁阀601和充气电磁阀602，排水电磁阀601位于充气电磁阀602靠近中心支撑杆3的竖直中心线的一侧，密封压水舱6的顶部设置有注水电磁阀604和排气电磁阀605，注水电磁阀604位于排气电磁阀605靠近中心支撑杆3的竖直中心线的一侧，使其密封压水舱6通过充气电磁阀602和充气接口603与充气接头401相互连接，通过产生的多余电力驱动排水气泵403工作，以通过排水气泵403将空气泵入浮力储能外环503内部的密封压水舱6中，将其中水由排水电磁阀601完全排空，减小其整体质量和密度，从而将多余电力转化为浮力储能外环503的浮力势能，同时通过浮力储能内环5上的注水电磁阀604开启使水自然注入其密封压水舱6中并将其中空气排出，增加其整体质量和密度，在发电低谷时，解锁浮力储能外环503，浮力储能外环503受到浮力自然向上移动，而浮力储能内环5失去浮力储能外环503的重力平衡自然向下移动，从而使浮力储能外环503和浮力储能内环5通过牵引链条701同步反向移动并带动固定链轮7转动，固定链轮7通过联动驱动机构702驱动第二发电机707转动发电，以将浮力储能内环5的浮力势能转化为电力进行使用，从而通过浮力储能内环5和浮力储能外环503的交替循环上浮和下降，以带动通过牵引链条701带动固定链轮7转动，并进一步驱动第二发电机707转动发电，进而实现对电力的储存和释放。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，可选的，联动驱动机构702包括链轮伞齿703，链轮伞齿703设置于的固定链轮7的轴端，链轮伞齿703的外侧啮合设置有驱动伞齿704，驱动伞齿704的轴端设置有传动伞齿705，传动伞齿705的外侧啮合设置有中心伞齿706，中心伞齿706的轴端与第二发电机707的轴端相互连接，浮力储能内环5的内侧底部设置有固定卡套505，中心支撑杆3的底侧和顶侧均设置有固定滑套404，固定滑套404的内侧嵌套滑动设置有固定插杆405，固定插杆405的后端设置有调节伸缩杆406，固定卡套505与固定滑套404一一对应设置，固定卡套505与固定插杆405之间尺寸相互配合，浮力储能内环5和浮力储能外环503的重量和排水量均相同，浮力储能内环5沿中心支撑杆3纵向移动时通过牵引链条701和固定链轮7带动浮力储能外环503同步反向移动，浮力储能内环5和浮力储能外环503沿中心支撑杆3纵向移动时通过牵引链条701带动固定链轮7转动，装置通过浮力储能内环5和浮力储能外环503作为储能结构，而浮力储能内环5和浮力储能外环503的重量和排水量均相同，所以当浮力储能内环5和浮力储能外环503内部密封压水舱6充满水时，两者整体质量基本相等，其间通过牵引链条701和固定链轮7构成平衡牵引结构，可以以较小的力牵引浮力储能内环5和浮力储能外环503沿纵向同步反向移动，使浮力储能内环5或浮力储能外环503移动到最低处时，对应浮力储能内环5或浮力储能外环503则位于最高处，所以在发电高峰期需要储存电能时，便可以使浮力储能内环5纵向移动至位于低处的水下支撑架4处，使其密封压水舱6通过充气电磁阀602和充气接口603与充气接头401相互连接，位于此处时，通过调节伸缩杆406可以推动锁定固定插杆405沿固定滑套404水平滑动嵌入浮力储能内环5的固定卡套505中，以对浮力储能内环5进行锁定，进而可以对浮力储能外环503位置进行锁定，然后便可以通过产生的多余电力驱动排水气泵403工作，以通过排水气泵403将空气泵入浮力储能内环5内部的密封压水舱6中，将其中水由排水电磁阀601完全排空，减小其整体质量和密度，从而将多余电力转化为浮力储能内环5的浮力势能，而在发电低谷期释放电能时，通过调节伸缩杆406牵引锁定固定插杆405沿固定滑套404水平滑动脱离浮力储能内环5的固定卡套505以解锁浮力储能内环5，浮力储能内环5受到浮力自然向上移动，而浮力储能外环503失去浮力储能内环5的重力平衡自然向下移动，从而使浮力储能内环5和浮力储能外环503通过牵引链条701同步反向移动并带动固定链轮7转动，而固定链轮7则通过驱动伞齿704、链轮伞齿703和传动伞齿705带动中心伞齿706转动，进而通过中心伞齿706驱动第二发电机707转动发电，以将浮力储能内环5的浮力势能转化为电力进行使用，而充满空气的浮力储能内环5便移动至高位，并通过此处的固定插杆405插入进行锁定，浮力储能外环503则沉入低位，并使其密封压水舱6通过充气电磁阀602和充气接口603与充气接头401相互连接，此时可以通过产生的多余电力驱动排水气泵403工作，以通过排水气泵403将空气泵入浮力储能外环503内部的密封压水舱6中，将其中水由排水电磁阀601完全排空，减小其整体质量和密度，从而将多余电力转化为浮力储能外环503的浮力势能，同时通过浮力储能内环5上的注水电磁阀604开启使水自然注入其密封压水舱6中并将其中空气排出，增加其整体质量和密度，在发电低谷时，解锁浮力储能内环5，浮力储能外环503受到浮力自然向上移动，而浮力储能内环5失去浮力储能外环503的重力平衡自然向下移动，从而使浮力储能外环503和浮力储能内环5通过牵引链条701同步反向移动并带动固定链轮7转动，固定链轮7驱动第二发电机707转动发电，以将浮力储能内环5的浮力势能转化为电力进行使用，从而完成储能和释放的循环工作，便于在发电峰谷期间进行储能和释放，以便于稳定提供发电量，整体结构更加稳固可靠。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，可选的，中心支撑杆3的外侧环绕间隔平行竖向设置有多个竖直导轨303，浮力储能外环503的内侧面和浮力储能内环5的外侧面均设置有多个嵌合导向槽504，浮力储能外环503通过嵌合导向槽504与竖直导轨303滑动连接，中心支撑杆3的中心处设置有导向收纳套筒301，导向收纳套筒301的外侧竖向设置有竖直导向槽302，导向收纳套筒301的内侧嵌套设置有中心承托架501，中心承托架501的左右两侧对称设置有连接支臂502，中心承托架501通过连接支臂502与浮力储能内环5相互连接，支撑塔架1的底部设置有支撑底座102，支撑塔架1通过支撑底座102与导向收纳套筒301嵌套滑动连接，支撑底座102的外侧环绕设置有多个锁定插套103，导向收纳套筒301的底部和顶部均环绕设置有多个水平套筒304，水平套筒304与锁定插套103一一对应设置，水平套筒304的内侧嵌套滑动设置有锁定插杆305，锁定插杆305与锁定插套103之间尺寸相互配合，锁定插杆305的后侧设置有液压伸缩杆306，装置通过浮力储能内环5和浮力储能外环503之间的重力和浮力平衡进行储能和发电，并通过发电机舱101上设置有多个倾斜叶片105的旋转轮毂104以接收风力带动第一发电机106转动以进行发电，而发电机舱101设置在竖立的支撑塔架1顶部，以便于提高高度更好接收风力发电，而支撑塔架1通过支撑底座102与导向收纳套筒301嵌套滑动连接，下半部分可以嵌合收纳至导向收纳套筒301内部，以降低支撑塔架1和发电机舱101的高度，而支撑塔架1在收纳和展开时，分别通过导向收纳套筒301的底部和顶部设置有多个水平套筒304进行锁定，通过液压伸缩杆306可以牵引锁定插杆305沿水平套筒304滑动，以使锁定插杆305嵌入锁定插套103进行锁定或脱离解锁，而支撑塔架1降下收纳时通过重力自然下落，当需要升起时，则通过排水气泵403将空气泵入浮力储能内环5内部的密封压水舱6中，将其中水由排水电磁阀601完全排空，使浮力储能内环5可以自然上浮，并在上浮的过程中通过连接支臂502和中心承托架501托举浮力基座2，使浮力基座2和支撑塔架1可以自然升起，从而可以实现支撑塔架1的收缩调节，进而便于在恶劣天气时收缩保护支撑塔架1和发电机舱101，有利于提高装置整体的安全性和可靠性，所以浮力储能内环5不仅作为浮力储能结构，还作为支撑塔架1的升降动力结构，同时装置还可以通过调节浮力储能外环503和浮力储能内环5的整体质量和位置，还可以对装置整体的重心进行调节，当遇到较大风浪的恶劣天气时，可以通过将置于高位的浮力储能外环503或浮力储能内环5内部的密封压水舱6排空降低质量增加浮力，而将置于低位的浮力储能外环503或浮力储能内环5内部的密封压水舱6填充漫水，便可以降低装置整体的重心，以提高其位于恶劣天气状态下的稳定性，使用时更加安全性靠。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，可选的，浮力储能外环503的外侧均匀平行设置有多个缓冲减速板8，缓冲减速板8之间关于浮力储能外环503的水平中心线上下两侧对称设置，缓冲减速板8的靠近浮力储能外环503的水平中心线一端设置有连接转轴801，缓冲减速板8通过连接转轴801与浮力储能外环503转动连接，连接转轴801的中间设置有限位挡块803，限位挡块803限制缓冲减速板8通过连接转轴801向外侧翻转至九十度，缓冲减速板8的另一端设置有锁定卡勾804，锁定卡勾804的中间设置有锁定卡槽805，锁定卡槽805的内侧嵌合设置有锁定卡柱9进行锁定，锁定卡柱9的上下两侧均设置有让位解锁槽901，让位解锁槽901与锁定卡槽805之间尺寸相互配合，锁定卡柱9的上下两端均设置有锁定滑套902，锁定卡柱9通过锁定滑套902与浮力储能外环503滑动连接，锁定卡柱9沿锁定滑套902滑动使让位解锁槽901与锁定卡槽805相互对齐时锁定卡勾804解锁，远离浮力储能外环503的水平中心线一侧的锁定滑套902的外端与浮力储能外环503的外侧相互连通，靠近浮力储能外环503的水平中心线一侧的锁定滑套902的外端设置有调节螺丝904保持封闭，调节螺丝904与锁定滑套902之间通过螺纹连接，调节螺丝904与锁定卡柱9之间设置有平衡弹簧903，装置通过浮力储能内环5和浮力储能外环503的交替循环上浮和下降，以带动通过牵引链条701带动固定链轮7转动，并进一步驱动第二发电机707转动发电，进而实现对电力的储存和释放，以便于稳定提供发电量，而浮力储能内环5和浮力储能外环503上下移动至接近限位尽头时，可以通过缓冲减速板8进行减速，浮力储能外环503上对称设置有多个缓冲减速板8，缓冲减速板8在浮力储能外环503移动时与其外表面相互平行贴附设置以降低阻力，需要减速时则缓冲减速板8可以通过连接转轴801转动展开，以增大浮力储能外环503移动时的阻力，进而牵引浮力储能内环5同步减速，而浮力储能外环503向上移动时上侧的缓冲减速板8沿连接转轴801向下转动展开减速，浮力储能外环503向下移动时下侧的缓冲减速板8沿连接转轴801向上转动展开减速，并且连接转轴801中设置有复位折簧802结构，可以在浮力储能外环503速度降低和停止移动时，带动缓冲减速板8反向移动复位，并且缓冲减速板8通过锁定卡勾804进行锁定保持与浮力储能外环503外表面相互平行贴附设置以降低阻力，而锁定卡勾804通过锁定卡槽805的内侧嵌合设置的锁定卡柱9进行锁定，而锁定卡柱9沿锁定滑套902滑动使让位解锁槽901与锁定卡槽805相互对齐时锁定卡勾804解锁，并且锁定滑套902的一端与浮力储能外环503的外侧相互连通，所以通过对应的水压力可以保持锁定卡柱9的位置相对稳定，当浮力储能外环503移动靠近最低处或最高处时，即压力过大或过小时，锁定卡柱9便可以沿锁定滑套902滑动使让位解锁槽901与锁定卡槽805相互对齐时锁定卡勾804解锁，使缓冲减速板8解锁展开对浮力储能外环503和浮力储能内环5进行减速，使用时更加安全方便。

使用时，装置通过具有浮力的浮力基座2浮在水面上布置，以设置在风力资源丰富的水面处，浮力基座2周围通过固定锚链201连接固定有固定锚座202，通过固定锚座202沉入水底可以牵引固定浮力基座2，避免其随风浪移动，提高其整体稳定性，而浮力基座2上竖立的支撑塔架1顶部则设置有发电机舱101，而发电机舱101上设置有多个倾斜叶片105的旋转轮毂104可以接收风力带动第一发电机106转动以进行发电，在发电高峰需要储存电力时，先将浮力储能内环5和浮力储能外环503内部密封压水舱6充满水，当浮力储能内环5和浮力储能外环503内部密封压水舱6充满水时，两者整体质量基本相等，其间通过牵引链条701和固定链轮7构成平衡牵引结构，从而通过第二发电机707驱动固定链轮7转动，以通过牵引链条701牵引浮力储能内环5和浮力储能外环503沿纵向同步反向移动，使浮力储能内环5纵向移动至位于低处的水下支撑架4处，使其密封压水舱6通过充气电磁阀602和充气接口603与充气接头401相互连接，位于此处时，通过调节伸缩杆406可以推动锁定固定插杆405沿固定滑套404水平滑动嵌入浮力储能内环5的固定卡套505中，以对浮力储能内环5进行锁定，进而可以对浮力储能外环503位置进行锁定，然后便通过产生的多余电力驱动排水气泵403工作，以通过排水气泵403将空气泵入浮力储能内环5内部的密封压水舱6中，将其中水由排水电磁阀601完全排空，减小其整体质量和密度，从而将多余电力转化为浮力储能内环5的浮力势能，而在发电低谷期释放电能时，通过调节伸缩杆406牵引锁定固定插杆405沿固定滑套404水平滑动脱离浮力储能内环5的固定卡套505以解锁浮力储能内环5，浮力储能内环5受到浮力自然向上移动，而浮力储能外环503失去浮力储能内环5的重力平衡自然向下移动，从而使浮力储能内环5和浮力储能外环503通过牵引链条701同步反向移动并带动固定链轮7转动，而固定链轮7则通过链轮伞齿703和传动伞齿705带动中心伞齿706转动，进而通过中心伞齿706驱动第二发电机707转动发电，以将浮力储能内环5的浮力势能转化为电力进行使用，而充满空气的浮力储能内环5便移动至高位，并通过此处的固定插杆405插入进行锁定，浮力储能外环503则沉入低位，并使其密封压水舱6通过充气电磁阀602和充气接口603与充气接头401相互连接，此时可以通过产生的多余电力驱动排水气泵403工作，以通过排水气泵403将空气泵入浮力储能外环503内部的密封压水舱6中，将其中水由排水电磁阀601完全排空，减小其整体质量和密度，从而将多余电力转化为浮力储能外环503的浮力势能，同时通过浮力储能内环5上的注水电磁阀604开启使水自然注入其密封压水舱6中并将其中空气排出，增加其整体质量和密度，在发电低谷时，解锁浮力储能内环5，浮力储能外环503受到浮力自然向上移动，而浮力储能内环5失去浮力储能外环503的重力平衡自然向下移动，从而使浮力储能外环503和浮力储能内环5通过牵引链条701同步反向移动并带动固定链轮7转动，固定链轮7驱动第二发电机707转动发电，以将浮力储能内环5的浮力势能转化为电力进行使用，从而完成储能和释放的循环工作，便于在发电峰谷期间进行储能和释放，以便于稳定提供发电量。

一种浮力储能功率自调节式水上风力发电设备的发电方法，包括如下步骤：

L1配置平衡：将浮力储能内环5和浮力储能外环503内部密封压水舱6充满水，并将浮力储能内环5纵向移动至位于低处的水下支撑架4处锁定，使浮力储能内环5内部的密封压水舱6通过充气电磁阀602和充气接口603与充气接头401相互连接；

L2一次电能转化储存：通过多个倾斜叶片105的旋转轮毂104接收风力以带动第一发电机106转动发电，并将产生的多余电力用于驱动排水气泵403工作，以通过排水气泵403将空气泵入浮力储能内环5内部的密封压水舱6中，将其中水由排水电磁阀601完全排空，减小其整体质量和密度，从而将多余电力转化为浮力储能内环5的浮力势能；

L3一次电能转化释放：在发电低谷时，解锁浮力储能内环5，浮力储能内环5受到浮力自然向上移动，而浮力储能外环503失去浮力储能内环5的重力平衡自然向下移动，从而使浮力储能内环5和浮力储能外环503通过牵引链条701同步反向移动并带动固定链轮7转动，固定链轮7通过联动驱动机构702驱动第二发电机707转动发电，以将浮力储能内环5的浮力势能转化为电力进行使用；

L4二次电能转化储存：浮力储能内环5置于高处而浮力储能外环503置于低处，浮力储能外环503纵向移动至位于低处的水下支撑架4处锁定，使浮力储能外环503内部的密封压水舱6通过充气电磁阀602和充气接口603与充气接头401相互连接，通过产生的多余电力驱动排水气泵403工作，以通过排水气泵403将空气泵入浮力储能外环503内部的密封压水舱6中，将其中水由排水电磁阀601完全排空，减小其整体质量和密度，从而将多余电力转化为浮力储能外环503的浮力势能，同时开启浮力储能内环5上的注水电磁阀604，以使水自然注入其密封压水舱6中，并将其中空气排出，增加其整体质量和密度；

L5二次电能转化释放：在发电低谷时，解锁浮力储能外环503，浮力储能外环503受到浮力自然向上移动，而浮力储能内环5失去浮力储能外环503的重力平衡自然向下移动，从而使浮力储能外环503和浮力储能内环5通过牵引链条701同步反向移动并带动固定链轮7转动，固定链轮7通过联动驱动机构702驱动第二发电机707转动发电，以将浮力储能内环5的浮力势能转化为电力进行使用。

本发明提供的浮力储能功率自调节式水上风力发电设备，通过设置有多个倾斜叶片105的旋转轮毂104接收风力带动第一发电机106转动以进行发电，而装置整体为浮动式结构，通过浮力基座2可以浮在水面上布置，以设置在风力资源丰富的水面处，而浮力基座2下方设置的浮力储能内环5和浮力储能外环503则均置于水面下方，在发电高峰时，设备可以通过多余电力带动排水气泵403将气体泵入位于低处的浮力储能内环5或浮力储能外环503中的密封压水舱6，将其中液体排空，使浮力大大增加，从而将电能转化为其浮力势能进行储存，而在发电低谷时位于低处的浮力储能内环5或浮力储能外环503可以通过浮力自然上升以纵向移动，通过牵引链条701和固定链轮7带动浮力储能外环503同步反向移动，并带动固定链轮7转动，使固定链轮7进一步通过联动驱动机构702带动第二发电机707发电，以将储存能量转化为电能释放发电，从而便于在发电峰谷期间进行储能和释放，以便于稳定提供发电量，并且整体通过浮力储能内环5和浮力储能外环503之间的重力和浮力平衡进行储能，整体结构更加稳固可靠。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。