“海油观澜号”浮式风电平台总体设计及关键技术 被引量：1

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作者 蔡元浪 张法富 +3 位作者 杨小龙 邓石 邱银锋 程正顺 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期119-127,共9页

“海油观澜号”是世界首例为周边油田群供电的深远海半潜式浮式风电平台,该平台设计面临南海恶劣海况条件、发电平均度电成本过高、海上风电与油气田融合开发输电稳定性等一系列新技术、新领域的挑战。针对这些问题与挑战,提出“海油观... “海油观澜号”是世界首例为周边油田群供电的深远海半潜式浮式风电平台,该平台设计面临南海恶劣海况条件、发电平均度电成本过高、海上风电与油气田融合开发输电稳定性等一系列新技术、新领域的挑战。针对这些问题与挑战,提出“海油观澜号”总体设计思路,相关关键技术包括:三角形四立柱抗台型浮式基础船型开发、浮式风电系统高效准耦合分析设计方法、结构疲劳高效分析方法、简易系泊系统设计、浮式风电接入海上油田孤岛微电网调控等。基于上述技术,研发了世界首例适用于恶劣海况的新型小水线面三角形四立柱半潜式浮式风电平台,实现了浮式风电与海上油田的融合开发。该平台的建造完成并投入使用,标志着中国深远海浮式风电开发迈出关键一步,为同类深远海浮式风电平台的开发及与其他产业的融合发展提供了借鉴。 展开更多

关键词 “海油观澜号” 深远海 浮式风电 总体设计 准耦合分析 孤岛微电网 融合开发

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深远海浮式风电装备对徐闻附近海域优势物种生理生化指标的影响

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作者 郭慧 李舒泓 +2 位作者 刘智 高尔杰 陈华谱 《安徽农业科学》 CAS 2024年第19期71-76,共6页

[目的]研究深远海浮式风电的建设及运营对周边海域渔业资源的影响。[方法]对徐闻罗斗沙海域深远海浮式风电装备机位点附近海域的S1站点(距机位点约4 km处)和S3站点(距机位点约5 km处)进行拖网取样,选择优势物种南洋舌鳎(Cynoglossidae l... [目的]研究深远海浮式风电的建设及运营对周边海域渔业资源的影响。[方法]对徐闻罗斗沙海域深远海浮式风电装备机位点附近海域的S1站点(距机位点约4 km处)和S3站点(距机位点约5 km处)进行拖网取样,选择优势物种南洋舌鳎(Cynoglossidae lida)和哈氏仿对虾(Parapenaeopsis hardwickii)为试验对象,探讨深远海浮式风电装备运行对优势物种生理生化指标的影响。[结果]S3站点南洋舌鳎肝脏中褪黑素(MT)、多巴胺(DA)、白蛋白(ALB)、5-羟色胺(5-HT)含量及半胱氨酸蛋白酶3(Casp-3)、酸性磷酸酶(ACP)活性显著高于S1站点(P<0.05),S3站点南洋舌鳎鳃中ALB含量及Casp-3、碱性磷酸酶(ALP)、ACP活性显著高于S1站点(P<0.05);S3站点哈氏仿对虾肝胰腺中DA、ALB、5-HT含量及Casp-3、ALP、ACP活性显著高于S1站点(P<0.05),S3站点哈氏仿对虾鳃中MT、ALB含量及ALP、ACP活性显著高于S1站点(P<0.05)。[结论]深远海浮式风电在一定范围内对徐闻附近海域优势物种的生理生化指标有一定的影响。 展开更多

关键词 深远海浮式风电装备 周边海域 海洋生物 生理生化指标

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“海油观澜号”浮式风电系统水动力特性与上浪载荷研究 被引量：4

3

作者 邓石 宋安科 +3 位作者 杨小龙 张广磊 刘旭平 程正顺 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期128-138,共11页

为分析“海油观澜号”半潜浮式风电系统在中国南海台风期强波浪、高波陡条件下的浮体运动特性、甲板上浪现象和砰击载荷大小,采用模型试验和数值模拟相结合的方法,从现象观测和载荷计算角度解决极端水动力问题。结果表明:①对于环境载荷... 为分析“海油观澜号”半潜浮式风电系统在中国南海台风期强波浪、高波陡条件下的浮体运动特性、甲板上浪现象和砰击载荷大小,采用模型试验和数值模拟相结合的方法,从现象观测和载荷计算角度解决极端水动力问题。结果表明:①对于环境载荷,一阶波浪载荷主要影响最大水平运动范围和垂向运动幅值,平均风载荷对运动极值影响较为显著;②对于上浪现象,区别于传统油气类平台迎浪侧易上浪的认识,半潜式风电平台的背浪侧上浪更加显著,容易出现绿水砰击现象,应避免在背浪侧立柱顶部布置设备;半潜式风电平台包含多个小直径立柱,易破碎波浪,试验中平台波高仪记录的上浪现象多为白水砰击,载荷量级有限,可以通过适度结构加强抵御;③采用修正后的近浮体波面公式,可以在数值模拟中准确复现上浪结果,并指导平台动力学优化。研究成果为恶劣海况下半潜式浮式风电基础运动、平台上浪设计提供了参考。 展开更多

关键词 “海油观澜号” 半潜式浮式风电系统 浮体运动特性 甲板上浪 模型试验 波浪载荷 风载荷

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OC4漂浮式风电平台的水弹性响应及波浪载荷研究 被引量：1

4

作者 林琳 陈明杨 +3 位作者 杨鹏 张洁 徐浩然 张凯 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期56-67,共12页

漂浮式风电平台在波浪中的摇晃运动会导致塔架根部产生很大的弯矩,极大地威胁平台结构安全。同时流体的附连水质量效应对平台塔架结构的动响应有着较为显著的影响,因此充分考虑这种流固耦合效应有利于更加准确地评估平台塔架的结构动响... 漂浮式风电平台在波浪中的摇晃运动会导致塔架根部产生很大的弯矩,极大地威胁平台结构安全。同时流体的附连水质量效应对平台塔架结构的动响应有着较为显著的影响,因此充分考虑这种流固耦合效应有利于更加准确地评估平台塔架的结构动响应。采用三维频域线性水弹性方法计算塔架在流体作用下的结构共振频率特征以及各阶模态振动的主坐标响应特性,然后通过弹性模态叠加法获得塔架的弯矩载荷。并结合概率学手段,预报了短期极限海况下塔架弯曲载荷响应,为新一代漂浮式风电平台结构安全性评估和方案设计提供了技术支撑。 展开更多

关键词 风能 浮式平台 水弹性 波浪载荷 浮式风电

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深远海浮式风电基础系泊缆用纤维性能研究及应用展望 被引量：3

5

作者 李刚 易丛 +3 位作者 邓小康 王宇骅 董海磊 侯兵兵 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期198-207,共10页

海上风力发电成为近年研究应用的热点,浮式风电(FOWT)基础逐步走向深远海域,纤维系泊缆绳在浮式风电系泊中得到越来越多的关注和应用。以应用于深远海浮式风电系泊用纤维材料为研究对象,基于ISO、ABS和DNV相关标准和规范,通过测试国产... 海上风力发电成为近年研究应用的热点,浮式风电(FOWT)基础逐步走向深远海域,纤维系泊缆绳在浮式风电系泊中得到越来越多的关注和应用。以应用于深远海浮式风电系泊用纤维材料为研究对象,基于ISO、ABS和DNV相关标准和规范,通过测试国产海工级聚酯(PET)、国产常规高模量聚乙烯(HMPE)纤维、国产耐蠕变HMPE纤维和进口耐蠕变HMPE纤维共4种纤维在经人造海水浸泡前后的断裂强力、断裂伸长率和纱—纱摩擦失效循环次数,比较分析了它们的拉伸性能和纱—纱摩擦性能。结果表明:进口耐蠕变和国产耐蠕变HMPE纤维的断裂强度较国产常规HMPE低,国产耐蠕变HMPE纤维的断裂强度未能达到ISO标准的要求;人造海水浸泡不会对PET和HMPE纤维的断裂伸长率造成影响,使用海工油剂可以避免PET和HMPE纤维的断裂强度因海水浸泡而降低;海水浸泡会使纤维的弹性模量减少高达24%;国产耐蠕变HMPE纤维的弹性模量较进口耐蠕变HMPE纤维低约32%,这为近海浅水系泊缆用纤维提供了新的选择可能性;PET和HMPE纤维的纱—纱摩擦性能均满足美国ABS船级社要求,湿态下国产海工级PET纤维、国产常规HMPE纤维、国产耐蠕变HMPE纤维和进口耐蠕变HMPE纤维分别达到ABS要求值的19.8倍、15.6倍、2.9倍和8.8倍。最后对纤维系泊缆绳在深远海浮式风电系泊的应用进行了展望,为系泊缆用纤维在深远海浮式风电中的应用提供了参考。 展开更多

关键词 深远海浮式风电 纤维系泊缆绳 高模量聚乙烯纤维 聚酯纤维 纤维拉伸性能 纱—纱摩擦 海水浸泡 蠕变

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气流喷射模拟海上浮式风电结构风机载荷实验技术初探 被引量：2

6

作者 杨永春 刘坤宁 +2 位作者 李响亮 魏翔宇 潘科仲 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2015年第2期105-109,共5页

随着海上风电技术的快速发展,海上风电逐渐由浅海走向深海,海上风电基础结构型式将逐渐由固定式发展到漂浮式。在浮式风电结构的模型实验中,风机载荷的模拟是保证实验效果的重要因素。针对浮式风电结构模型实验中风机载荷的模拟问题,提... 随着海上风电技术的快速发展,海上风电逐渐由浅海走向深海,海上风电基础结构型式将逐渐由固定式发展到漂浮式。在浮式风电结构的模型实验中,风机载荷的模拟是保证实验效果的重要因素。针对浮式风电结构模型实验中风机载荷的模拟问题,提出了一种新型的基于气流喷射、利用气流反作用力模拟风机载荷的实验方法并进行了初步验证。通过标定得到气流控制信号与反作用力的关系,将数值模拟得到的原型风机载荷时程转换为相应的控制信号,同时针对实验装置对气流变化的响应特性,对控制信号进行频域和时域修正,驱动气流喷射以模拟风机作用力和力矩。经过实验验证,载荷模拟装置产生的载荷在时域和频域上都能与模型实验所需风机载荷保持较好的一致性,证明该方法可行。 展开更多

关键词 绿色能源 浮式风电 模型实验 气流喷射 载荷模拟

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一种海上浮式风电基础频域动力响应分析新技术 被引量：3

7

作者 罗金平 喻旭明 +1 位作者 陈杰峰 刘福顺 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期288-295,共8页

提出一种风、浪联合作用下的海上浮式风电基础频域动力响应分析新技术。该技术将浮式风电基础的动力方程从时域转换到Laplace域,推导并获得新的浮式风电基础传递函数,解决了现有技术其延迟函数在Laplace域中无法直接获得的技术不足。其... 提出一种风、浪联合作用下的海上浮式风电基础频域动力响应分析新技术。该技术将浮式风电基础的动力方程从时域转换到Laplace域,推导并获得新的浮式风电基础传递函数,解决了现有技术其延迟函数在Laplace域中无法直接获得的技术不足。其优势在于新的传递函数能够与傅里叶变换技术相结合,实现了海上浮式风电基础的频域动力响应计算。相比于传统时域方法,该算法将延迟函数卷积项在Laplace域上转换为乘积项,计算效率得到提高;较传统频域算法,该方法提供了新的传递函数,为浮式风电基础频域动力响应计算提供一种新的技术手段。文中采用安装三台3MW风力发电机的三浮筒浮式风电模型进行研究,结果证实:所提出的频域动力响应算法可以准确得到浮式风电基础在风、浪联合作用下的频域动力响应,为海上浮式风电基础的动力响应计算提供一种更为高效的技术手段。 展开更多

关键词 水动力分析 浮式风电基础 动力响应 Laplace域 延迟函数

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浮体平台运动对浮式风电机组气动特性影响风洞试验

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作者 王新宝 李庆安 +4 位作者 蔡畅 王泽坤 王腾渊 陈晔雯 杨英健 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期240-246,共7页

浮式风电机组作为一种大型海洋结构物和刚柔旋转体,其运行受到海风-波浪-洋流的组合扰动,服役环境恶劣,多体多场耦合动力学行为极其复杂,严重阻碍浮式风电技术的发展。针对该问题,本文进行了浮体平台运动下浮式风电机组模型的气动特性... 浮式风电机组作为一种大型海洋结构物和刚柔旋转体,其运行受到海风-波浪-洋流的组合扰动,服役环境恶劣,多体多场耦合动力学行为极其复杂,严重阻碍浮式风电技术的发展。针对该问题,本文进行了浮体平台运动下浮式风电机组模型的气动特性试验研究。通过六自由度平台控制机组模型不同的纵摇运动模式,进行定常风速下的风洞试验,获得了不同纵摇振幅下的气动性能变化规律。在静态倾斜测试中,功率系数随着纵摇角度的增大而减小,俯仰力矩系数和偏航力矩系数随着纵摇角度的增大而增大。动态测试的结果表明,纵摇状态下的力矩系数存在迟滞效应,且随着振幅的增大,迟滞效应明显增强,其中偏航力矩系数波动为逆时针方向,俯仰力矩波动为顺时针方向。本文揭示了平台纵摇运动对浮式风电机组气动特性的影响规律,对于厘清风-浪-流组合扰动下的气动-水动-伺服-弹性多体多场耦合机制具有重要意义。 展开更多

关键词 浮式风电机组 气动特性 纵摇运动 力矩系数 纵摇振幅

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深水浮式风电平台系泊系统优化设计 被引量：6

9

作者 陈旭东 孔国照 《船海工程》 北大核心 2023年第4期43-46,51,共5页

为实现10 MW级深水浮式风电平台在高海况环境条下的安全运行,选择多点系泊系统方案,采用时域全耦合动态分析方法,构建10 MW级浮式风电系统一体化分析模型,针对不同风浪流环境条件进行平台运动响应及发电能力评估,建立以限制风电平台运... 为实现10 MW级深水浮式风电平台在高海况环境条下的安全运行,选择多点系泊系统方案,采用时域全耦合动态分析方法,构建10 MW级浮式风电系统一体化分析模型,针对不同风浪流环境条件进行平台运动响应及发电能力评估,建立以限制风电平台运动幅值和系泊缆最大拉力为变量的约束函数,以风电主机最佳发电效能为优化目标函数,计算平台运动响应的变化趋势与风电主机的发电效能,提出优化方程,优化结果分析显示,系泊缆索的数量及预张紧力等参数会显著影响风电主机的发电效率与平台安全性,经过优化后的8点系泊系统可提升浮式风电系统的发电效能与抗风浪能力。 展开更多

关键词 浮式风电 多点系泊 时域耦合分析 优化设计

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基于规则波试验下浮式风电平台运动特性分析 被引量：2

10

作者 张驰 李俊来 谢永和 《浙江海洋大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第2期147-152,共6页

复杂的海洋环境载荷会对海洋结构物造成明显的运动影响。对于浮式风电平台而言,过于剧烈的运动响应会影响其结构稳性,不利于平台进行作业。因此对其运动响应规律进行研究具有重要意义。为研究这个问题,在拖曳水池中进行模型试验。通过试... 复杂的海洋环境载荷会对海洋结构物造成明显的运动影响。对于浮式风电平台而言,过于剧烈的运动响应会影响其结构稳性,不利于平台进行作业。因此对其运动响应规律进行研究具有重要意义。为研究这个问题,在拖曳水池中进行模型试验。通过试验,得出浮式风电平台在规则波作用下的运动规律,并提出一些有效措施,为其设计制造提供相应的参考。 展开更多

关键词 浮式风电平台 拖曳水池 规则波试验 运动特性

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半潜型浮式风电装备水池模型试验 被引量：1

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作者 李辉 钱权 +3 位作者 董晔弘 杨微 罗京 刘升 《船海工程》 北大核心 2023年第6期116-121,共6页

为了探讨浮式风电装备固有特性、验证数值耦合仿真方法和一体化模型的准确性,以中国海装半潜型浮式风电装备参数为基础,进行全实物水池模型试验,介绍模型各部分设计的关键要素及环境条件的校对方法,对浮式风电装备固有特性结果与数值仿... 为了探讨浮式风电装备固有特性、验证数值耦合仿真方法和一体化模型的准确性,以中国海装半潜型浮式风电装备参数为基础,进行全实物水池模型试验,介绍模型各部分设计的关键要素及环境条件的校对方法,对浮式风电装备固有特性结果与数值仿真模型进行对比分析,结果表明:采用重构叶片保证推力相似和叶尖速比相似能够解决雷诺数不相似的问题,但叶片质量分布与惯量控制较为困难,试验风场质量好坏,直接影响风轮推力标定是否满足要求,机组发电状态会增加系统的阻尼水平,在固有周期附近,会降低RAO峰值。 展开更多

关键词 浮式风电装备 水池模型试验 推力相似 RAO

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浮式海上风电机组试验模型相似准则与风荷载模拟装置 被引量：3

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作者 李玉刚 赵志峰 任年鑫 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2016年第2期4-7,共4页

浮式海上风电机组(FOWT)作为一门新兴的前沿学科,相关研究强烈地依赖波浪水池模型试验,模型试验结果的准确性和可靠性不仅取决于模型本身能否反映实际结构的几何与力学特征,而且取决于试验环境能否重现自然的海洋环境。因此,当前适用于F... 浮式海上风电机组(FOWT)作为一门新兴的前沿学科,相关研究强烈地依赖波浪水池模型试验,模型试验结果的准确性和可靠性不仅取决于模型本身能否反映实际结构的几何与力学特征,而且取决于试验环境能否重现自然的海洋环境。因此,当前适用于FOWT波浪水池模型试验的相似准则和风荷载模拟技术研究显得尤为重要,分别针对以上两方面内容阐述了当前国内外研究现状及存在的问题,为FOWT波浪水池模型试验提供有益的借鉴。 展开更多

关键词 浮式海上风电机组 模型试验 相似准则 风荷载

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半潜式风电机组平台水动力模型试验及数值模拟研究 被引量：1

13

作者 方龙 翟恩地 +3 位作者 李荣富 赵子晗 邵昌盛 章丽骏 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1145-1156,共12页

针对某深远海漂浮式风电机组运动响应受风载荷影响的问题,进行了缩尺模型的水池试验以及实尺模型的数值模拟计算:根据水池自由衰减试验得到的自由衰减曲线及衰减消灭曲线,对基于势流边界元建立的数值模型进行了必要的阻尼修正;用数值方... 针对某深远海漂浮式风电机组运动响应受风载荷影响的问题,进行了缩尺模型的水池试验以及实尺模型的数值模拟计算:根据水池自由衰减试验得到的自由衰减曲线及衰减消灭曲线,对基于势流边界元建立的数值模型进行了必要的阻尼修正;用数值方法计算得到的平台运动RAO结果与水池试验生成白噪声非规则波时测量得到的平台运动响应结果进行了对比分析,确保了所建立数值模型的准确性,同时验证了白噪声非规则波试验的可行性;通过时域及频域数值计算方法与试验方法相结合,对比研究了恒风条件下和无风条件下白噪声非规则波作用时平台的运动响应,以及相关的波浪载荷与风载荷的幅值与相位频谱.根据上述计算及研究结果,最终初步总结出了风载荷对风电平台半潜式浮式基础的运动响应的主要影响形式及原因.研究结果表明:风载荷对平台运动的影响与风、浪载荷主要频率成分处频率、幅值以及相位有关.在风载荷与波浪载荷的能量集中频率基本一致,且与平台运动固有频率相重叠时,风载荷的影响会得以显著体现(本文中差异约22%),而影响的形式(增强或削弱运动幅值)则取决于此时风载荷与波浪载荷的相位差:当风、浪载荷同相位时,联合载荷作用下相关自由度的运动幅值将显著增大,反之则显著减小. 展开更多

关键词 浮式风电机组 运动响应 气动载荷 模型试验 数值模拟 势流边界元

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基于模拟退火的动态缆线型优化 被引量：2

14

作者 邹科 袁振钦 +4 位作者 刘刚 王辉 屈衍 孙亚峰 祝茂宇 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期18-23,30,共7页

动态电缆在水中的线型对确保电缆的合理受力,保证疲劳寿命具有重要的作用。文中针对浮式风电动态缆的陡波线型,基于经典悬链线方程,以远位张力与近位曲率的利用率之和作为线型优化的目标,采用模拟退火算法对线型进行优化,分析了不同浮... 动态电缆在水中的线型对确保电缆的合理受力,保证疲劳寿命具有重要的作用。文中针对浮式风电动态缆的陡波线型,基于经典悬链线方程,以远位张力与近位曲率的利用率之和作为线型优化的目标,采用模拟退火算法对线型进行优化,分析了不同浮力系数对线型优化的影响。文中结论对线型工程设计具有一定参考和指导意义。 展开更多

关键词 浮式风电 动态缆 陡波线型 模拟退火优化

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