德国勃兴海上风力发电

2002年8月6日,在德国下萨克森州的辽阔草原上,在98米长的一段距离内,拔地挺立、直插长空的14台风力涡轮机的三翼风轮刹那间一起高速旋转,远远看去,新奇壮观。不仅于此,在德国,从阿尔卑斯山到北海海上的高空中,已有12800架风轮在旋转,构成了一道道景观。这使“风车王国”荷兰黯然失色。当然,更重要的意义在于,下萨克森州风力涡轮机的成功运转表明,     

海上风力发电的现状及展望

随着化石能源的枯竭以及二氧化碳排放量的增加,发展可再生能源成为解决该问题的必由之路。海上风电作为一种海洋可再生能源与陆上风电相比具有不占用陆地面积,噪音污染小的优点,因此近年来得到迅速的发展。本文从风机容量和基础结构两个方面对我国海上风电的发展现状进行了分析,并总结了截止目前与海上风电相关的发展政策,随后指出了我国海上风电目前发展中存在的问题,对未来的发展方向进行了展望。     

海上单桩风力发电平台简化设计

采用在欧洲已经进行商业化运作的独立桩双段结构，桩基础采用带有过渡段的单桩。塔架上的风力发电机采用丹麦Vestas公司的V80风力发电机。参考DNV-OS-J101和API-RP-2A中的工作应力设计法，进行结构静力、桩基础的承载力，涡激振动、疲劳寿命，结构动力学等分析。静力分析分析极端环境下的组合工况；桩基础主要计算桩的轴向承载力和校核水平承载力，并采用有限元模型模拟桩土相互作用；涡激振动分析主要考虑不同风速下塔架的升力以及引起的横向振动；疲劳分析根据涡激振动分析的结果利用S-N曲线对基础寿命进行了评估；动力学分析求出了结构的固有频率，并进行了波浪力作用下的瞬态历程分析。     

海上风力发电浮式基础的研究进展及关键技术问题

水深大于50m的海域,风速稳定、风切变小,具有风力发电的独特优势,该海域风力发电装备需要采用浮式基础,因此研究适用于海上风力发电的浮式基础结构,对海上风力发电的产业化具有重要的意义。近年来国外开展了各种新颖浮式基础结构基础形式和工作原理的研究,针对浮式基础承受的风机运转载荷和海洋环境载荷的特点,系统分析海上风机浮式基础涉及到的关键技术问题和风险因素,对风机浮式基础设计具有参考价值。     

海上风力发电平台概念设计及系泊系统特性研究

为实现海上风力发电平台工作状态的准确预报,本文采用有限元软件建立浮式风力发电平台三维模型,完全时域耦合分析在不规则波作用下,浮式风力发电平台动力响应特性.通过时域结果对比分析可知,在风浪流同向作用下,浮式风力发电平台的运动响应幅值及系泊缆索顶端张力最大.通过运动响应时间历程曲线可知,横荡运动和横摇运动表现为低频特性,垂荡运动表现为波频特性,以上研究成果可为浮式风力发电机的优化设计提供一定的指导,并可为将来的相关试验提供一定参考.     

海上风力发电平台概念设计及系泊系统特性研究

为实现海上风力发电平台工作状态的准确预报,本文采用有限元软件建立浮式风力发电平台三维模型,完全时域耦合分析在不规则波作用下,浮式风力发电平台动力响应特性。通过时域结果对比分析可知,在风浪流同向作用下,浮式风力发电平台的运动响应幅值及系泊缆索顶端张力最大。通过运动响应时间历程曲线可知,横荡运动和横摇运动表现为低频特性,垂荡运动表现为波频特性,以上研究成果可为浮式风力发电机的优化设计提供一定的指导,并可为将来的相关试验提供一定参考。     

大型海上风力发电塔转接段静力性能研究

随着风力发电行业的发展,钢-混凝土混合高塔已经成为一种趋势。为明确海上风电机组中钢-混凝土塔筒转接段的力学性能,以160 m钢-混凝土塔筒转接段为原型,开展了1∶3的缩尺模型试验,并用ABAQUS建立了混凝土转接段的精细化有限元模型。试验结果表明：混凝土转接段的力学性能优异,在0.3P、0.5P和0.8P的循环加载过程中试件始终处于线弹性阶段,在静力加载过程中混凝土转接段与底部之间的界面分离量很小（在0.35 mm内）且实际观察中法兰环没有出现开脱现象。缩尺试验结果表明转接段部分结构设计安全可靠。有限元分析结果表明：混凝土转接段在进行1.3P的超载加载后,裂缝继续发展（相比1.0P加载）,转接段外侧的高应力区集中在试件底部,转接段的抗超载能力强,结论可为同类转接段提供力学性能参考。     

波浪作用下海上风力发电装置基础海床的液化研究

基于FLOW软件建立三维数值波浪水池模型,模拟海上风力发电装置筒型基础周边的波浪场和海床表面的波压力,利用有限元软件ABAQUS建立筒型基础及周边海床的三维动力响应数值模型,研究不同波浪条件下筒型基础周边海床的动力响应和液化深度。研究结果表明：波浪作用下海上风电筒型基础迎浪侧的海床易发生液化,风力发电装置基础周围海床的液化深度随波高加大而增加,由于筒型基础的人土深度较大,筒内土体不发生液化。     

海洋风电场风机基础的设计分析

在阐述海上风机基础的种类和特性的基础上,介绍风机基础的设计要点,包括设计流程,设计的外部环境分析以及风机基础的选型等,分析各个设计阶段的要求及注意事项。     

海工电气设备基座的优化设计

为配合总体重量控制通过一系列强度计算,对电气设备基座进行了优化,使较笨重的支架优化为更简便通用,达到降本增效的目标。另外,对设备基座还进行了一些个性化设计。     

近海风电场风机桩群布局对海域水动力条件的影响

为了探讨海上风力发电场规划实施后风机桩群对附近海域水位、流速、潮通量等水动力条件的影响,建立了长江口、杭州湾及其附近海域大范围平面二维潮流数学模型,研究结果表明:风机实施的影响范围及程度与工程海域的潮流特性、风机布置形式等有关,就上海风电规划而言,风电场的实施基本没有对附近海域造成较大影响。     

双馈风力发电系统最大风能捕获控制研究

针对应用于风力发电系统的双馈异步发电机,构建了同步旋转坐标系下的数学模型.结合风力机 输出功率与转速关系,采用速度负反馈控制代替有功功率负反馈控制,简化了调节器参数的工程设计过程.将有功和无功控制上的耦合项通过前馈补偿实现了基于定子磁链定向的功率解耦控制.利用双馈异步电机运行可逆性,通过双馈发电机运行状态的转换实现了风速跟踪控制过程中最大风能捕获的快速跟随性能.基于仿真软件构建仿真模型仿真进行了双馈风力发电机组最大风能捕获控制和功率解耦控制的仿真验证,仿真结果表明了所设计控制策略和参数的正确性与有效性.     

2500 t沉垫自升式海上风电安装平台设计与布置

介绍某型沉垫自升式海上风电安装平台的总体参数及性能、沉垫设计和船体布置,并结合海上风电施工作业的要求,分析在设计该平台时需要考虑的一些特殊因素。该平台针对海上风电施工作业所进行的特殊优化布置,可为类似风电安装平台的设计提供借鉴。     

海上风电运维船小型化波浪补偿登乘栈桥设计

针对海上风电机组运维需求,设计海上风电运维船的小型化波浪补偿登乘栈桥。进行登乘栈桥的总体设计、力学分析和软件设计,并对登乘栈桥的三维模型进行有限元仿真。仿真结果表明,所进行的设计可满足海上风电运维船的小型化和轻量化要求,保证人员与物料的安全和作业环境的稳定。     

3200t风电安装船的机电系统设计

简述了3 200 t风电安装船的总体布置及主要功能,针对柴油机驱动的全回转舵桨的动力推进装置、自动化的电站系统、风电机组DP1(动力定位)安装定位系统、风电机组的浮式运输系统和船舶座底配套高压冲洗水系统方案进行介绍与分析,从而描绘出该船在机电系统设计方面的特点与亮点。     

半潜坐底式海上风电安装船设计与开发

适用于海上浅水区域作业的半潜坐底式海上风电安装船具有安全性好、施工效率高和成本低等特点,其设计的特殊性在于需要考虑海流冲蚀泥沙导致的坐底面积丧失。以开发的一艘典型实船为例,阐述主要功能,提出坐底稳定性应考虑的两种工况,采用有限元计算对坐底工况结构强度进行校核,对在软泥和粉砂两种地质条件下进行作业给出应对措施,可为同类型船的设计提供一定技术参考。     

浅谈高速公路机电工程设计要点

高速公路监控、通信、收费、供电、照明等机电设施在运营、管理中的作用越来越突出．其设计质量也直接影响运营管理的效率与服务保障能力。笔者结合多个高速公路机电工程项目的设计体会,对工程设计中的一些关键性问题进行了归纳、探讨,并提出了相应设计思路。     

海洋平台风载荷的数值分析

风载荷是海洋平台主要的设计载荷,常规的规范算法在结果上偏于保守。本文基于N-S方程(Navier-Stokes)方程对某自升式钻井平台进行了风载荷的数值分析,控制方程—RANS(Reyolds Averaged Navier-Stokes)和连续性方程使用有限体积法离散。在此基础上,对数值分析中湍流模型选择及网格划分方法进行了讨论,分别采用CFX及FLUNET软件对海洋平台整体及单个构件的风载荷和形状系数进行了研究。