海上浮式風力機平臺錨泊系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、隨著風能利用技術的發(fā)展和成熟,風能作為一項可持續(xù)性清潔能源逐漸成為我國能源戰(zhàn)略發(fā)展中不可或缺的一部分。海上風電的開發(fā)利用對解決人口稠密沿海地區(qū)也有十分重要的意義。
　　近年來海上風電的利用一般集中在近海海域,隨著近海資源的開發(fā),近海水域的地域和環(huán)境限制,海上風電勢必會往深海發(fā)展。而淺海應用較多的樁基式等風力機基礎無法滿足深海開發(fā)的要求,由固定式基礎發(fā)展為漂浮式基礎也成為必然趨勢。由于海上風機與浮式基礎和系泊系統(tǒng)之間的相互作用的復雜

2、性,在研究系泊系統(tǒng)時,仍有很多亟需解決的難題。本文以5MW風機為例,主要工作如下
　　1.總結(jié)概括浮式平臺的基本設計流程,以此為指導針對5MW風機設計多方案結(jié)構形式的浮式基礎。通過對比各結(jié)構形式浮式基礎的水動力性能及經(jīng)濟性等方面的優(yōu)劣,最終確定相應功率風機的浮式基礎結(jié)構選型的最優(yōu)設計方案。然后以選擇的風機平臺為研究對象,對其系泊系統(tǒng)進行設計與研究;
　　2.分別應用三維勢流理論和莫里森公式對spar風機平臺的水動力性能進行計

3、算,并對結(jié)果進行對比分析,由于計入粘性力的影響,兩者計算出的運動響應曲線趨勢和固有周期雖然大致相同。但是莫里森公式計算出的響應幅值明顯小于勢流理論計算出的響應幅值;
　　3.通過計算不同重心高度和不同水深的風機浮式平臺的水動力性能,對六個自由度運動響應數(shù)值結(jié)果進行對比分析,得到水動力性能隨重心高度及水深變化的規(guī)律。
　　4.對風機平臺的不同工況的環(huán)境載荷進行計算,并以此對spar風機平臺的系泊系統(tǒng)進行初步設計和3小時內(nèi)的時域