高速湍流风下漂浮式风力机系泊失效动态响应研究
2022-07-13谢露岳敏楠马璐李春李蜀军贾文哲何鸿圣
上海理工大学学报 2022年3期
谢露,岳敏楠,马璐,李春,李蜀军,贾文哲,何鸿圣
(1.上海理工大学 能源与动力工程学院,上海 200093;2.中国长江三峡集团有限公司,北京 100038)
据全球风能委员会发布的2021 年全球风能报告显示,2020 年全球风电新增装机9 400 kW,同比增长53%[1],其中,全球80%的海上风能优质资源位于水深超过60 m 海域。但现有固定式支撑结构的浅/近海风电机组难以适应深远海发展,“由浅向深、由固定基础向漂浮式平台”是未来海上风电场发展的必然趋势[2-3]。
海上风场具有风速大、风向稳定、风切变小、能量密度高及湍流强度低等优点[4]。然而,随着风电项目不断向深海推进,海深的增加导致固定式风力机建设成本不断攀升,适用于更复杂的海底环境与水深范围的漂浮式风力机更具经济优势[5]。较之基础固定的近海风力机,漂浮式风力机平台需依靠系泊系统提供的恢复力保持稳定,由于海上环境复杂,受风、波等动态载荷影响,系泊长期处于疲劳载荷作用之下,极易发生失效与断裂,进而危及风力机的安全稳定运行,极端情况下甚至将导致风场中机组间的碰撞,造成严重经济损失[6]。因此,对漂浮式风力机系泊失效下平台动态响应的研究具有重要意义。
Bae等[7]研究了半潜平台单根系泊失效对平台动态响应及剩余系泊张力的影响,结果表明,系泊失效后,平台艏摇运动增强,剩余系泊导缆器平均张力减小。Li等[8]基于气动-水动-弹性模型研究Spar 平台系泊失效后的平台动态效应,发现平台各自由度的平衡位置改变并产生漂移运动,系泊载荷均值和最值变化范围均减小。……
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