不同海况下漂浮式风电场大型化响应分析
2021-11-17李蜀军岳敏楠丁勤卫
李蜀军, 岳敏楠, 王 博, 李 春,2, 丁勤卫
(1.上海理工大学 能源与动力工程学院,上海 200093;2.上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,上海 200093;3.中国联合重型燃气轮机技术有限公司,北京 100020)
我国风电发展迅速,截至2019年累计风电装机容量达236.7 GW,已成全球最大风电装机国[1]。陆上风电存在远离用电负荷中心、运输不便、输送损耗高等缺点,因此距经济中心更近、风质更优的海上风电是未来风电发展的重要方向。对于水深范围更广、风能储量更大的深水区,成本更低、水深适应性更好的漂浮式风力机更具经济优势和竞争性[2]。
按平台稳定性获得的方式不同,广泛使用的漂浮式平台有驳船式(Barge)、立柱式(Spar)、张力腿式(Tension Leg Platform, TLP)及半潜式(Semi-Submersible, S-S)[3]。其中,驳船式平台水线面面积大、稳定性好、建造和维护方便,前景广阔。
因基础不固定,在风波激励下,漂浮式风力机平台始终处于运动状态,产生的摇荡运动直接影响风力机发电性能,恶劣海况下甚至威胁设备安全[4]。提高漂浮式风力机稳定性,增强其在各种海况下的抗风浪能力一直是国内外研究的热点。迄今,已有学者针对上述问题在以下几方面展开研究:(1) 变桨控制。Chujo等[5]用水池实验的方法进行漂浮式风力机变桨控制实验;周腊吾等[6]提出一种基于神经网络的独立变桨控制方法,通过FAST-Simulink联合仿真,验证了该控制方法更能有效地减小风载荷波动和降低平台纵摇响应。(2) 安装垂荡板和增加平台吃水。Yue等[7]采用Fortran语言实现AQWA二次开发,研究风波耦合作用下垂荡板及其安装位置对Spar平台响应的影响。……
