新型全潛式浮式風機基礎動力響應研究.pdf

1、隨著風力發(fā)電的發(fā)展，陸地上的風機總數已經趨于飽和，海上風力發(fā)電場將成為未來發(fā)展的重點。與陸上風電不同，海上風電的發(fā)展需要解決海上風電基礎的問題。海上風電基礎形式有很多種，主要包括重力式結構、單樁結構、三角架結構、導管架結構和浮式結構。由于傳統(tǒng)固定基礎對于水深有一定的要求，因而限制了海上風電向更深水域的擴展。相比傳統(tǒng)基礎結構而言，浮式基礎結構造價低廉、便于施工，而且有利于海上風電向深海發(fā)展，是未來海上風電基礎發(fā)展的主流方向。
　　與

2、傳統(tǒng)的固定基礎不同，浮式基礎的控制因素是浮式基礎及其上部風機結構的運動幅值，而非基礎內力。本文提出了一種新型的全潛式浮式基礎，并通過數值模擬軟件Moses對影響全潛式浮式基礎的動力特性的筒間凈距、浮筒高寬比、錨鏈長度、錨鏈與豎向夾角等因素進行了分析。通過數值模擬分析得出:浮筒凈距越大，全潛式浮式基礎的自浮穩(wěn)性越好，其縱搖運動越平穩(wěn)、縱蕩運動越劇烈。浮筒的高寬比越大，全潛式浮式基礎的自浮穩(wěn)性越差、其縱搖加速度越小、垂蕩運動越劇烈。浮筒高寬

3、比的變化對于全潛式浮式風機的縱蕩運動影響不大。錨鏈長度越大，全潛式浮式基礎的縱搖運動以及垂蕩運動越劇烈，但全潛式浮式基礎的縱蕩運動幅值及加速度幅值隨著錨鏈長度的增大而減小。隨著錨鏈與豎向夾角的增大，全潛式浮式基礎的縱蕩運動幅值略有增加，但比較小，加速度幅值隨著錨鏈與豎向夾角的增大而增大的趨勢較為明顯。
　　本文還對影響全潛式浮式基礎特性的環(huán)境因素進行了分析，結果表明:浮筒頂面距海平面的距離越大，全潛式浮式基礎受到波浪的影響越小，全

4、潛式浮式基礎的安全性越高。風力對于全潛式浮式基礎的影響更多的是在水平向、豎向上的剛體運動，在風速和風向一定的情況下，對全潛式浮式風機的各向運動是一種持續(xù)的加成作用。對于全潛式浮式基礎的運動劇烈程度影響最為明顯的是波浪工況，隨著波高的增大，全潛式浮式基礎的縱搖運動、垂蕩運動以及縱蕩運動都變得更為劇烈。
　　在極限風浪工況下，浮式風機停止運轉，只有全潛式浮式基礎的縱蕩運動的幅值相對來說比較大，總體而言，風機及其下基礎在極限風浪工況下安