登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
图5 锚固装置常见形式[19]
抓力锚(拖曳嵌入式锚):是目前使用最广泛的一种锚固结构,其部分或全部嵌入海底,主要靠锚的前部结构与土壤的摩擦力来抵抗外力,能承受较大的水平力,但垂向力承受能力不强, 常与悬链线系泊的锚链搭配使用。
重力锚:主要通过压载与海床表面的摩擦力来抵抗锚链的水平张力,通过压载重量来抵抗锚链的垂向张力。随着锚链的垂向张力水平要求的提高,设计的重力锚需要更大的压载体积,而且水平张力通常难以单纯通过压载和海床之间的摩擦力进行平衡。其性能与海床息息相关,限制了其使用范围。
桩锚:通过向海床打入桩基,通过桩基与土壤之间的作用力来提供锚链的水平张力和垂向张力。但是在深水区域作业时,施工费用较高。
吸力锚:类似于桩锚,但中空的钢筒结构的直径要大的多。通过安装于钢筒顶部的人工泵使钢筒内外出现压力差,当钢筒内压力小于钢筒外时,钢筒随即被吸入海底,然后将泵撤走。其能承受系泊线的水平张力和垂向张力。
为了改善系泊线的动力性能,有时需要增设块重和浮力器件进行调节。块重的形式有集中式和分布式。通常而言,安装集中式块重的锚泊的静态响应较佳,而安装分布式的块重的锚泊的动力响应较佳。锚泊线上的浮力器件有:浮筒、浮球和浮箱等。在悬链线锚泊上设置浮力器件可以有效地降低锚泊线的动张力,但通常会降低锚泊的水平刚度。在张力腿上设置浮力器件可抵消锚泊自重,使其成为完全的张力部件。
对于漂浮式风机系泊系统研究,Philippe等人[20]发现在风浪不共线时,漂浮式风机平台的某些运动会对系泊疲劳产生潜在的影响。Karimirad等人[21]对悬链线系泊的立柱型浮式风机进行动力学分析,发现悬链线的惯性和阻尼对锚链的张力会有明显的影响。Yilmaz[22]研究表明系泊阻尼能有效地减少浮体的动力响应,甚至可以减小纵荡响应约40%。宋宪仓等人[23]对半潜型海上浮式平台的耦合运动进行动力学分析,发现二阶差频力对结构物的运动及系泊张力有着明显的影响。
动态海缆
海上风机需要通过海底电缆送出电能。相比固定式风机而言,浮式风机由于支撑平台运动具有一定范围,因此电缆近端需要采用动态海缆技术[24],并且需要利用浮力单元将海缆悬挂,呈现“S”形态,以使得海缆在一定的摆动范围内可随平台运动,起到缓冲的作用,如图6所示。动态海缆跟随浮体运动的过程中,会受到相对运动的海流作用,因此承受较大的弯矩、剪切和扭矩的综合作用,受力特性复杂。
目前,学术界和工业界对于浮式风机的动态海缆研究缺乏系统性和深入性。在浮式风机一体化计算过程中,绝大多数采用分离的做法,即浮体运动不考虑海缆的存在,忽略海缆与浮体之间的耦合约束。海缆的设计存在极限长度和极限弯曲角度限制,这对浮体的运动,尤其是极端工况下的运动提出了限制性需求。
图6 浮式风机动态海缆连接形式[24]
1.3 水动力特性研究
与固定式的海上风机相似,浮式风机服役的海洋环境中同时受到风、浪、流等环境载荷的作用。但浮式风机支撑平台的结构尺寸相比于固定式风机更大,因此其水动力荷载不能完全采用Morison经验公式进行简化计算,而需要采用势流理论甚至计算流体力学的方法。
对于立柱型浮式风机,其重心设计低于浮心,浮体具有自稳特性,水线面较小,因此所受到的波浪荷载也较小。但由于顶部风轮高程较高,在额定风速下,风倾力矩容易导致较大的平台纵摇。通过合理的设计,其平台运动固有周期可以避开一阶波浪力周期范围,也对二阶波浪力不敏感。立柱型浮式平台不同方向的运动之间会有耦合响应。相关的数值和试验研究[25-26]发现当立柱型浮式平台的垂荡周期大约为纵摇周期2倍关系时,会出现明显的垂荡-纵摇耦合效应,继而诱发较大的垂向运动,影响立柱型浮式平台的性能,这种现象称为“Mathieu instability (马修不稳定)”,设计时需要格外注意。另外,由于立柱型浮式风机通常由单立柱构成,因此在海流载荷的作用下容易在立柱主体两侧产生交替性漩涡,使得结构物出现周期性的脉动压力,继而引发涡激运动[27]。由于涡激运动共振时存在“锁频”(Lock-in)现象,其共振的流速范围可能较大,对立柱型浮式风机设计而言,需要格外注意。
对于半潜型浮式风机,其六自由度运动的耐波性适中,通过合理的浮式支撑平台设计,能使得平台运动固有频率避开一阶波浪力峰值频率范围,因此半潜型浮式风机适用的海域和水深范围较广。由于通常的半潜型浮式风机设计中,重心位于浮心之上,且间距并不大,稳性校核时具有极限倾斜角限制。其纵荡/横荡运动固有频率取决于系泊刚度,通常较小,因此可能对二阶差频波浪力敏感[28-29]。同时,差频波浪力会产生定常的平均波浪拖曳力,使得浮体受到非周期的拖曳载荷作用,继而发生平均位置的偏移,这些都需要格外注意。
对于张力腿型浮式风机,该类型平台通过系泊垂向张力平衡浮体的超额浮力。因此,具有较好的垂向运动性能。但是在水平方向,如纵荡、横荡和首摇运动较为柔软,在受到风轮气动推力荷载时,水平运动幅度可能较大,继而会导致各个张力腿受力不均匀而产生耦合垂向运动[30]。另外,由于张力腿型浮式风机的垂向运动固有频率高于一阶波浪力频率区域,但容易发生波浪二阶和频的高频共振。Bae等人[31]对其提出的张力腿型浮式风机进行二阶和频波浪力的分析,发现二阶力和频波浪力对该浮式风机的运动起到明显的影响,尤其在恶劣海况下。
为了优化浮式风机的水动力性能,可通过平台形式优化、吃水调整、锚链调整外,还可通过设置垂荡板等阻尼结构增加运动阻尼,优化水动力响应性能。Rho等人[32]通过缩尺比的立柱型平台模型试验证明,垂荡板具有抑制运动共振响应的特点,在垂荡固有周期附近的减幅作用甚至可达到50%。
海上漂浮式风机的水动力计算主要借鉴于海洋工程结构物水动力计算方法,有:半经验方法,如莫里森法(Morison) ;势流计算方法,如弗汝德-克雷洛夫(Froude-Krylov)力计算方法、边界元法和三维面元法;计算流体动力学方法等。
1.4 气动力特性研究
与传统的固定式海上风机相比,漂浮式风机的平台基础约束较弱,导致风轮的气动载荷存在明显的非线性特征。单个海上漂浮式风机的气动特性研究可大致划分为以下三方面:一是,浮式平台基础对顶部风轮的气动性能的影响;二是,风轮气动载荷对平台基础运动的影响;三是,气动载荷与结构振动等动力响应的耦合,即气弹性问题。
对于浮式平台基础运动对风轮气动特性影响的研究。Tran等人[33]使用CFD方法模拟海上漂浮式风机的纵荡和首摇运动过程中的流场变化,发现在风机纵摇的过程中,作用于旋转状态的桨叶的气动载荷明显发生改变,叶尖存在涡脱落。Farrugia等人[34]也同样发现海上漂浮式风机气动载荷的波动与平台的纵荡/纵摇运动有关,气动载荷的波动程度和平台运动速度幅度呈线性关系。另外,由于海上漂浮式风机工作的海域中,常受到波浪的作用导致平台发生运动,因此基础平台的运动不可避免包含波浪频率成分,继而导致浮式风机的气动载荷和功率波动明显包含了波浪频率成分。
图7 浮式风机受力运动[35]
气动载荷对浮式风机运动的影响主要可以分为气动激励载荷和气动阻尼载荷。气动激励载荷,如气动推力使得浮式风机的支撑平台发生较大的纵荡和纵摇运动,如图7所示;气动扭矩使得浮式风机发生横摇和首摇运动;Duan等人[36]对模型试验结果进行频域分析,发现激发的浮式风机的平台基础运动带有湍流风的低频成分;气动阻尼力定义为气动载荷作用力变化与受载结构物运动变化关系的描述。Karimirad等人[37]通过数值计算发现,海上浮式风机的气动阻尼力对其机舱纵荡运动有着显著的影响,并且气动阻尼效应在某些工况下甚至比水动力阻尼的作用效果还明显,这一发现使得通常被忽略的气动阻尼问题受到了广泛的关注。Larsen等人[38]发现传统的固定式风机的控制器并不完全适用于海上浮式风机,如果按照固定式风机的控制器参数,海上浮式风机的气动阻尼甚至会出现“负阻尼”效应,这有可能会导致平台运动不断加剧。
气弹性问题一直都是风力设备研究的重点考虑因素,相比于固定式风机,浮式风机的平台运动更明显,导致气动载荷波动更大,结构惯性载荷更大,导致更加明显的桨叶和塔筒结构振动,甚至引发平台基础的高频运动。Chen等人[39]发现,海上漂浮式的风轮气动特性、桨叶振动与平台运动存在耦合效应,影响结构的振动状态,引起平台呈现高频振动。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
据北极星风力发电网不完全统计(含公开数据及企业提供信息)数据显示,我国11家风电整机制造商在1-6月期间,中标风电机组总规模突破107GW(107096.08MW),其中国内中标87584.38MW,海外中标19511.7MW,呈现出国内国际双轮驱动的强劲发展态势。相关阅读:一季度风机中标规模超38.5GW!中国风电“亿千瓦
海上风电走向深远海后,对传统的固定式基础提出了很大的挑战,而漂浮式基础目前成本还相对较高,演讲嘉宾们探讨了不同基础结构形式技术发展现状和应对策略。上海交大高震:《深远海海上风电基础结构应用研究》上海交通大学特聘教授,船舶海洋与建筑工程学院副院长,国家级人才,挪威技术科学院(NTVA)
在浩瀚南太平洋的火山岛国汤加,一场静悄悄的能源革命正在发生。多座金马750kW风力发电机巍然屹立,将海风转化为清洁电力,缓解了这个岛国长期面临的能源短缺困境。而在每座高耸云端的白色塔筒内部,来自中国的关键设备——特固兰塔筒升降机,正如同坚实的“隐形脊梁”,默默支撑着风机的建设、维护与
7月2日,由北极星电力网主办的第五届海上风电创新发展大会在山东烟台召开。会上,永福股份发电事业部土建室副主任范夏玲直面深远海风电“造价过高、工期不定、海况复杂”三大痛点,系统性提出三项行业突破性技术方案。她指出:“当海风开发从近海走向深远海,技术瓶颈已从‘能不能建’转向‘如何建得更
7月2日,由北极星电力网、北极星风力发电网主办的第五届海上风电创新发展大会在山东烟台成功召开,会议以“逐风深蓝#xB7;创新赋能”为主题,围绕最新风电政策市场、聚焦大兆瓦长叶片、核心设备国产化、深远海漂浮式、海上风电#x2B;X融合、数字化转型等关键技术领域的创新突破与实践应用展开探讨。吸引
北极星储能网获悉,6月28日,华电科工发布2025年度“提质增效重回报”行动方案,其中明确:在前沿技术研究方面,重点围绕氢氨醇一体化技术、氢氨醇装备技术、张力腿式漂浮式风电、深水导管架、海上换流站、超高速皮带机、熔盐储热、重力储能、掺氨燃烧、水能高效利用等方向开展技术攻关,形成具有自主
6月26日,广东省海洋经济工作会议在广州珠岛宾馆召开,明阳集团董事长张传卫出席会议并作为企业代表发言。中央政治局委员、广东省委书记黄坤明发表重要讲话,广东省委副书记、省长王伟中主持大会。张传卫在发言中指出,明阳傍海而生、向海而兴,三十多年坚持制造业当家不动摇,有幸成为广东建设海洋强
近日,巴西首个漂浮式海上风电试点项目——AuraSulWind项目正式启动,计划采用明阳智能18MW漂浮式风电机组。项目预计投资1亿美元(约合人民币7.18亿元),由日本JapanBlueEnergy(JBEnergy)牵头,联合南里奥格兰德州能源工会、港口管理局、南里奥格兰德联邦大学、明阳智能以及多家工程、环境监测和运
6月20日,由中国可再生能源学会风能专业委员会和全球风能理事会联合主办的2025海上风电大会在辽宁省大连市开幕。作为全球海上风电领军企业,明阳集团受邀出席大会,与行业同仁共同探讨海上风电高质量发展关键议题。数据显示,全球近80%的海上风能资源分布于水深超过60米的深远海域,中国近海水深5-50米
[华能西安热工院生产项目固定与漂浮式海上风电模型与算法构建及平台开发服务打捆招标]中标结果公示(招标编号:HNZB2025-04-1-419)一、中标人信息标段(包):HNZB2025-04-1-419-01华能西安热工院生产项目固定与漂浮式海上风电模型与算法构建及平台开发服务打捆招标标段包1中标人:北京斯莱克顿技术有限
6月7日,由明阳集团自主研发设计的全球首台风渔融合一体化智能装备“明渔一号”成功完成第三季度养殖示范投苗。此次成功投苗标志着“明渔一号”将再启新征程,开展高附加值鱼种探索,搭建高端品牌营销产业链,为“绿色能源+蓝色粮仓”创新模式进一步提供关键技术支撑和实践样本示范。作为全球风渔融合
自外媒获悉,近期,美国总统唐纳德·特朗普签署了一项行政命令,旨在取消对风能和太阳能等绿色能源的补贴。该命令指示财政部长终止风能和太阳能设施的清洁电力生产和投资税收抵免,并实施“大而美”法案中更为严格的外国实体限制。此外,该命令指示内政部长修订法规和政策,取消风能和太阳能设施相对于
7月10日,海南省人民政府发布《海南低碳岛建设方案》。《方案》明确,2030年前,全省实现碳达峰,经济社会发展向低碳方向快速迈进。2045年前,全面建成低碳岛,全省二氧化碳年排放量比峰值期下降70%,建成零碳、高效、智慧、韧性、安全的新型能源系统。2060年前,全省实现碳中和。重点任务方面,《方案
北极星储能网讯:7月9日消息,浙江省发改委对人大代表建议诉求进行了答复,其中透漏出浙江能源部门对于发展储能、提升储能利用率的决心。浙江省能源局表示,全省三侧新型储能累计投运超4GW。其中截至2025年4月底,用户侧储能装机达1.9GW。人大代表建议指出,目前浙江电价已具备晚上和中午充电的“两充
北极星售电网获悉,7月10日,海南省人民政府发布关于印发《海南低碳岛建设方案》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,2030年前,全省实现碳达峰,经济社会发展向低碳方向快速迈进。2045年前,全面建成低碳岛,全省二氧化碳年排放量比峰值期下降70%,建成零碳、高效、智慧、韧性、安全的新型能源
7月10日,中国电力企业联合会举办新闻发布会,中电联秘书长、新闻发言人郝英杰发布《中国电力行业年度发展报告2025》(以下简称“《报告》”)。这是中电联连续20年发布年度发展报告。作为中电联“1#x2B;N”年度系列报告的主报告,《报告》以电力行业统计与调查数据为依据,系统回顾了我国电力行业2024
中国华能7月10日宣布,全球单机功率和风轮直径最大的直驱型漂浮式海上风电机组在福建省福清市下线,单机功率17兆瓦,标志着我国在海上风电装备制造领域取得新的突破。本次下线的中国华能—东方电气17兆瓦直驱漂浮式海上风电机组叶轮直径为262米,风轮扫风面积约53000平方米,相当于7.5个标准足球场的面
北极星风力发电网获悉,7月10日,国家电投发布《国家电力投资集团有限公司二〇二四年度第69批集中招标(广西钦州海上风电示范项目220kV/66kV海缆和220kV陆缆及附件)中标候选人公示》。《公示》显示,第一中标候选人:江苏亨通高压海缆有限公司,投标报价:82126.380577万元。第二中标候选人:青岛汉缆
据北极星风力发电网不完全统计(含公开数据及企业提供信息)数据显示,我国11家风电整机制造商在1-6月期间,中标风电机组总规模突破107GW(107096.08MW),其中国内中标87584.38MW,海外中标19511.7MW,呈现出国内国际双轮驱动的强劲发展态势。相关阅读:一季度风机中标规模超38.5GW!中国风电“亿千瓦
7月10日,海南省发改委发布关于公开征求《关于海南省深化新能源上网电价市场化改革的实施方案(征求意见稿)》意见的通知。点击查看文件全文:《关于海南省深化新能源上网电价市场化改革的实施方案(征求意见稿)》文件指出,推动上网电量全面进入电力市场。2026年1月1日起,全省新能源(所有风电、太
北极星风力发电网获悉,近日,汕尾市发展和改革局发布《关于汕尾红海湾四海上风电示范项目核准延期前公示核准前公示》。根据公示,汕尾红海湾四海上风电示范项目因用海手续等未办理完成,申请延期一年实施。据悉,汕尾红海湾四海上风电示范项目位于汕尾市城区捷胜镇附近海域红海湾海上风电场址内,建设
当地时间7月9日,明阳集团董事长张传卫在英国伦敦与英国知名能源科技企业章鱼能源(OctopusEnergy)首席执行官格雷格#xB7;杰克逊(GregJackson)举行会谈,双方围绕全球海上风电开发、海上风电全产业链布局和英国及欧洲风光储智慧能源系统建设等领域深入交流,并就多项合作达成重要共识。张传卫介绍,
海上风电走向深远海后,对传统的固定式基础提出了很大的挑战,而漂浮式基础目前成本还相对较高,演讲嘉宾们探讨了不同基础结构形式技术发展现状和应对策略。上海交大高震:《深远海海上风电基础结构应用研究》上海交通大学特聘教授,船舶海洋与建筑工程学院副院长,国家级人才,挪威技术科学院(NTVA)
7月1日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席、中央财经委员会主任习近平在主持召开中央财经委员会第六次会议时强调,要做强做优做大海洋产业,推动海上风电规范有序建设,发展现代化远洋捕捞,发展海洋生物医药、生物制品,打造海洋特色文化和旅游目的地,推动海运业高质量发展。作为为中国经济发
6月30日,历时5天的2025(中国)亚欧商品贸易博览会在新疆乌鲁木齐市圆满落幕。博览会上,中国华电“矩阵式”集中发布了2024年度可持续发展暨社会责任报告、6家上市公司2024年度ESG报告、16家直属单位和1家基层企业可持续发展报告,受到众多中外利益相关方的关注与青睐。为此,中国华电微信公众号推出
6月26日,全球风能理事会(GWEC)20周年庆典在葡萄牙里斯本举行,来自全球的优秀风电企业齐聚一堂,共商风电发展未来。会上,金风科技荣获GWEC颁发的“行业领军者”奖项。该奖项旨在表彰在全球风电行业中持续推动市场增长与技术创新的标杆企业,彰显了获奖企业在风电行业跨越式发展进程中的关键贡献。G
北极星风力发电网讯:6月26日,全球风能理事会(GWEC)20周年庆典在葡萄牙里斯本举行。远景能源凭借在再生能源领域持续的创新、卓越的全球市场领导力及对全球零碳转型的坚定承诺,荣获GWEC“行业领军者”大奖(SegmentChampionsAward)。这一殊荣不仅是对远景能源技术实力的有力认可,更是对其推动全球
长期以来,海上风电直驱式、双馈式和半直驱式三种技术路线分庭抗礼,各有优劣。但在海上风电技术路线的竞争中,半直驱技术凭借独特的性能优势,正逐步脱颖而出,成为市场的主流选择。据CWEA统计的2024年中国下线的海上风电机型数据显示,在2024年下线的全部海上风电机型中,技术路线越发单一,全部为半
近日,今年第1号台风“蝴蝶”强势登陆我国海南、广东等地。明阳集团位于上述地区及广西区域的36个风电项目、包括“明阳天成号”、“明渔一号”等在内的1205台风电机组受到直接影响。凭借机组过硬的抗台风技术和运维团队周密的应急部署,“蝴蝶”过境期间,1205台风机全部经受住考验,实现了设备零重大
运达能源科技集团股份有限公司(下称“运达股份”),是国内最早从事风电技术研究与产品开发的大型国有控股上市公司,是全球领先的智慧能源技术解决方案供应商,拥有国家企业技术中心、浙江省海上风电技术重点实验室、博士后科研工作站、院士专家工作站、省级重点企业研究院等多个高能级创新平台,承担
行业挑战:混塔安全和锚索张力监测当前,随着风电机组向更大容量、更高塔筒方向演进,越来越多项目采用“混凝土基座+钢制塔身”的混合塔筒结构以提升整体稳定性与经济性。在这一结构体系中,锚索系统作为连接地基与塔身的“结构筋骨”,其健康状况直接决定着整机的安全命脉。锚索实际运行中存在四大核
第七届(2025)风资源技术论坛会议通知各相关单位:风资源技术作为贯穿风电项目全生命周期的关键技术之一,是支撑风电产业实现高质量发展的重要板块。当前行业面临风电市场化交易、开发环境条件多样、理论研究迈向无人区、供应链与标准化体系不完善等多重挑战;与此同时,人工智能、大数据平台等新技术的
继2024年完成国内首个欧洲漂浮式5MW机组交付、助力法国大西洋示范项目后,兴蓝风电于2025年仲夏再下一城#x2014;#x2014;与英国H科技达成深度合作,成为其风电项目的独家设备供应商及能源转型合作伙伴。此次合作标志着兴蓝风电十五五全球化战略的实质性突破,更以技术赋能的方式,与合作伙伴共同推进英国
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!