海上風電機組支撐系統(tǒng)設計中的關鍵技術問題研究.pdf

1、近些年,隨著能源需求的增長,陸上風電開發(fā)的日趨飽和,人們越來越多的把目光投向海上風電。造價的昂貴,施工、維護的不便,使得海上風電機組的經(jīng)濟性、安全性與穩(wěn)定性成為當今研究的熱點,海上風電機組的支撐結構設計問題則不可避免的成為國內(nèi)外研究機構開發(fā)海上風電所須解決的首要問題之一。本文在缺乏相關設計規(guī)范的情況下,根據(jù)國內(nèi)外研究成果,對海上風電機組支撐結構型式、經(jīng)濟性、適用性等方面進行分析,并根據(jù)我國今后一段時間內(nèi)擬開發(fā)海域的海洋水文條件,對適用于

2、20-50m水深的海上風電機組導管架式支撐結構設計中的關鍵技術問題進行研究。在此過程中參考了成熟的海上石油平臺的設計方法,從海洋工程的角度,考慮海洋水文、地質(zhì)等因素的影響,對機組支撐結構進行全面分析。
　　首先,對支撐結構型式進行了選型設計。與此同時,對機組各工況分析,計算出支撐結構頂部法蘭處的載荷,考慮了波、流、海生物附著等環(huán)境載荷的影響,合理的組合出適用于海上風電機組支撐結構設計的載荷工況。
　　其次,參考海上石油平臺的

3、設計方法,運用海洋工程軟件SACS,對導管架式支撐結構進行建模,并對泥面下部樁體進行定義,使用P-Y曲線法,對樁體與土壤的耦合問題進行等效處理,把非線性問題轉(zhuǎn)化為線性問題,以便對結構進行力學分析。
　　最后,參照美國石油協(xié)會(API)對海上結構的規(guī)范,對導管架式支撐結構進行靜強度、屈曲、穩(wěn)定性等方面的校核,以及支撐結構整體的模態(tài)、地震響應的求解分析,根據(jù)計算結果,對比API規(guī)范,優(yōu)化結構,最終得到滿足設計要求的海上風電機組支撐結構