海上浮式風(fēng)力機(jī)平臺(tái)總體性能分析.pdf

1、近年來風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,隨著陸上風(fēng)電技術(shù)的相對(duì)成熟和土地資源的限制,海上風(fēng)電發(fā)展既有其必要性,也有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。由于海洋風(fēng)、浪、鹽霧等氣候條件惡劣,對(duì)海上風(fēng)電設(shè)備及技術(shù)的要求也更加嚴(yán)格。目前國外深海浮式風(fēng)力機(jī)尚在實(shí)驗(yàn)測(cè)試階段,國內(nèi)已投產(chǎn)運(yùn)行的海上風(fēng)力機(jī)的支撐基礎(chǔ)均為樁柱固定式,對(duì)海上浮式風(fēng)力機(jī)還沒有完整的理論技術(shù)。十二五期間海上風(fēng)電作為其重要發(fā)展內(nèi)容之一將迎來新的發(fā)展期。
　　本論文在搜集整理國內(nèi)外風(fēng)電發(fā)展材料的基礎(chǔ)上,依據(jù)我國沿海

2、海域條件選擇半潛式海上風(fēng)力機(jī)基礎(chǔ)形式。該基礎(chǔ)形式以美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室Windfloat為參考,依照其公開的5MW風(fēng)力機(jī)參數(shù),針對(duì)我國的風(fēng)浪情況,對(duì)風(fēng)力機(jī)基礎(chǔ)形式做了適當(dāng)調(diào)整,設(shè)計(jì)了一款三浮筒半潛平臺(tái)形式。并結(jié)合我國近海及北太平洋海洋風(fēng)浪情況利用SESAM軟件對(duì)其各項(xiàng)性能做了較完整的整體性分析。
　　在對(duì)其重量重心初步評(píng)估的基礎(chǔ)上,進(jìn)行壓載設(shè)置,隨后進(jìn)行各性能指標(biāo)的校核和分析。穩(wěn)性是浮式平臺(tái)考慮的首要因素,尤其對(duì)于風(fēng)力機(jī)而言,工作

3、狀態(tài)時(shí)水面以上受風(fēng)面積大,傾覆力臂作用點(diǎn)高,對(duì)平臺(tái)的穩(wěn)性提出較高的要求。本文利用靜水穩(wěn)性計(jì)算程序?qū)ζ脚_(tái)及風(fēng)力機(jī)整體的大傾角穩(wěn)性及動(dòng)穩(wěn)性作了詳細(xì)計(jì)算分析。
　　水動(dòng)力性能的優(yōu)劣關(guān)系風(fēng)力機(jī)對(duì)風(fēng)能的持續(xù)捕捉,對(duì)風(fēng)力機(jī)的發(fā)電的效率及發(fā)電機(jī)組的壽命有著重要意義。本文通過對(duì)平臺(tái)浮筒間距、撐桿位置、阻尼板有無三方面對(duì)水動(dòng)力性能影響進(jìn)行了分析,并同時(shí)考慮了重心的影響。通過規(guī)律性比較,對(duì)模型作相關(guān)優(yōu)化。文中水動(dòng)力計(jì)算基于三維勢(shì)力理論,同時(shí)可對(duì)小尺度

4、桿件應(yīng)用Morison公式進(jìn)行拖曳力的計(jì)算,由于阻尼板的粘性效應(yīng)無法模擬,通過模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)阻尼進(jìn)行修正,并對(duì)修正后的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)性能進(jìn)行短期預(yù)報(bào)統(tǒng)計(jì)。
　　平臺(tái)的結(jié)構(gòu)性能直接影響風(fēng)力機(jī)的工作可靠性和安全性,是平臺(tái)性能分析的重要部分,而載荷的準(zhǔn)確與否也關(guān)乎結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的預(yù)報(bào)可靠性。本文介紹了多種載荷計(jì)算方法,并選擇了譜分析為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)波法對(duì)風(fēng)力機(jī)平臺(tái)載荷進(jìn)行評(píng)估。本文依據(jù)ABS規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)計(jì),并進(jìn)行結(jié)構(gòu)載荷傳遞計(jì)算最