地震风浪作用下导管架基础海上风力机结构减振策略

针对中国部分近海海上风电场位于高烈度地震区而面临地震潜在威胁的问题,提出地震风浪作用下导管架基础海上风力机结构整体耦合分析方法,开发地震荷载计算模块,基于FAST v8建立海上风力机地震整体耦合分析模型。根据整体耦合模型,揭示了地震风浪作用下海上风力机运动响应特性以及机电安全控制策略在减振方面存在的不足。进一步提出机电安全控制-MTMD联合减振控制策略,并探讨叶片顺桨速率对联合控制策略减振效果的影响;同时,以海上风力机结构地震响应为评价指标,对该联合控制策略的有效性进行了验证。

大规模海上风电输电与并网关键技术研究综述

风力发电是可再生能源利用领域中技术最成熟,最具商业化发展潜力的发电方式之一。由于海上具有风资源丰富的特点,且目前全世界海上风电开发工程应用的需求迫切,大规模海上风电的输电与并网问题成为风电发展和研究的热点方向。文中对大规模海上风电输电及并网的关键技术进行了介绍,包括海上风电传输技术,海上风电场升压站、集电系统设计技术,海上风电功率预测技术,海上风电集群有功/无功控制技术和安全稳定控制技术等,并对这些技术的研究现状及成果进行了分析和总结。最后,指出了海上风电的发展趋势及需要进一步研究的方面,为海上风电并网的发展提供了参考。

对浙江几个已建水电站扩机及增容改造的建议

本文根据浙江省水力资源开发现状，电网负荷增长及电站本身的要求，分析了浙江省已建水电站扩机，曾容改造的必要性，提出了扩机改造的初步方案。

海上风电场升压变电站设计基本要求的研究

此前我国尚没有建成的海上升压变电站,但随着我国海上风电的发展,海上风电场离岸距离越来越远、规模越来越大,为了将海上风电场发出的电能汇集并送至陆上电网,海上升压变电站将成为今后我国海上风电场必备的配套设施。文中通过海上风电场示范项目的设计研究以及863课题的专题研究,总结吸收欧洲海上变电站的经验,针对我国海上风电场升压变电站的特点,提出了海上升压变电站设计的基本要求,对工程设计具有指导作用。

南麂岛W／D系统配置研究

本文分析了南麂岛负荷基本情况，并对Ｗ／Ｄ／Ｂ、Ｗ／Ｄ／ＰＳ和Ｗ／Ｄ三种配置方式进行了分析对比，从风能资源的充分利用、系统节油率合理的方案出发，提出采用Ｗ／Ｄ系统的合理性。

加装稳定翼的海上风电大直径单桩基础数值仿真

针对海上风电机组大直径单桩基础水平位移不易控制等问题,提出了一种加装稳定翼的单桩结构型式.通过在近地表(泥面)一定范围内的桩身设置一组翼板,充分利用浅层桩前土的抗力,增强了基桩水平承载性能.借助数值仿真计算结果,采用指数拟合法、四阶多项式拟合法对水平荷载与基桩水平位移关系进行拟合,进而求解单桩水平极限承载力.结果表明,四阶多项式拟合法精度更高;加装稳定翼的单桩水平位移及桩身最大弯矩明显降低,单桩水平极限承载力显著增强,稳定翼安装位置会对基桩水平承载力的提高效果产生影响.该结构形式可推广到其他海上风电基础结构小直径钢管桩的桩型改良中,有利于减小相应的材料成本及施工成本.

海上风机基础大直径加翼单桩常重力模型试验研究

风电机组运行对基础承载力和变形有严格要求,海上风机基础承受风、浪、流等水平荷载作用,水平承载性能是桩基设计中需要重点考虑的问题之一,尤其是对于大直径单桩基础,提高其水平承载性能是重要和必要的。针对一种通过在近地表桩体上设置稳定翼板以充分调动浅层土抗力的海上风机大直径加翼单桩基础展开室内模型试验。试验结果表明,稳定翼的设置能够显著提高浅层土抗力的利用率,桩身位移、转角等控制指标显著降低,单桩水平承载力显著提高,提高的幅度与翼板形状参数及埋深相关。

三脚架式海上风电基础结构基频敏感性研究

针对三脚架式海上风电结构,根据其力学特性,构建由风力机、塔架和基础结构3个组成部分相应参数表示的简化结构模型,并通过量纲分析方法给出简化结构无量纲基频的表达式。在此基础上,通过数值模拟,研究无量纲频率对于三脚架基础结构相对质量和刚度的敏感性。并进一步研究三脚架式基础结构具体构件对于整体结构基频的影响。结果显示结构基频对于三脚架基础结构的中间立柱部分最为敏感。

海上风机基础大直径加翼单桩常重力模型试验数值仿真

海上风机大直径单桩基础承受风、浪、流等水平荷载作用,提高其水平承载性能非常重要.针对一种通过在近地表桩体上设置稳定翼板以充分调动浅层土抗力的海上风机大直径加翼单桩基础,进行了常重力模型试验的数值仿真.数值仿真采用ABAQUS有限元软件结合Mohr-Coulomb模型,按钢管桩不同外径、壁厚、埋入深度,加载高度和加载方向,共进行9组试验.数值仿真结果与模型试验结果进行对比,均得出翼板长度或宽度的增加将引起所调动的浅层桩前土的土抗力范围增加,承载力提高,水平位移降低;翼板埋深增加,所调动的浅层土范围减少,承载力降低;这验证了数值仿真的合理性.进而借助数值仿真结果对桩、土受力特征进行了观察和分析,从数值仿真角度进一步验证了设置稳定翼能够显著提高浅层土抗力,提高单桩水平承载性能.

浙江临海括苍山风电场设计

本文对括苍山风电场的工程概况、机型选择、枢纽布置、电气设计、土建工程设计做了简单介绍。

海上大型电气平台筒型基础结构浮稳性

为探究海上大型电气平台底部新型导管架-筒型基础结构整体湿拖的可行性,借助有限元软件展开浮运过程中吃水深度、波浪高度和波浪周期等因素对基础稳性和动态响应影响规律的研究。结果表明:当筒型基础与导管架结构整体在一定吃水深度下且波浪周期在垂向或纵向固有周期附近时,基础可能产生共振现象;筒型基础自身可为包含导管架结构的整体提供足够的浮稳性;在2m以下波浪高度和5级以下海况条件下,整体结构可进行远距离湿拖浮运。

多尺度优化技术在沿海风场同化预报系统中的应用

针对预报系统同化资料的时空分布特征,设计并开展了三组针对不同尺度信息优化的资料同化试验,并使用沿海地区两个测风塔边界层内风场观测数据对模式预报结果进行检验。测风塔观测表明陆地与海上近地层的风场特征截然不同。各组同化试验均能够再现陆地和海上观测风场的主要特征,但海上测风塔的风场预报误差高于陆地测风塔。各组同化试验的预报结果存在较大差异,其中结合新动量控制变量和大尺度约束的试验能够最好地模拟出观测风场的风向和风速分布。进一步表明,沿海地区的近地层风场模拟仍然存在较大的不确定性,需要进一步优化海洋边界层的参数化方案。

浙江省风能资源开发现状及发展规划

本文分析了浙江省风能资源的特点并对本省风力发电的现状及发展做了简单介绍。

基于SOM聚类和二次分解的BiGRU超短期光伏功率预测

提出一种基于自组织映射网络(SOM)聚类和二次分解的双向门限循环网络(BiGRU)超短期光伏功率预测方法。首先利用SOM聚类方法将输入数据进行天气分型聚类,以应对不同天气状态对光伏功率输出特性的影响;然后采用奇异谱分析和变分模态分解相结合的二次分解方法进行原始信号分解,减少信号的波动性,降低光伏数据特征映射的复杂度;最后将分解后的信号作为输入,采用BiGRU网络进行时序信息建模,有效结合不同时刻的信号特征,进一步提升功率预测的准确率。与其他几种经典方法相比,该文方法有效提升光伏功率预测的效果。

基于二次分解和多目标优化的超短期海上风电功率预测

为了综合提升海上风电功率预测的准确性、稳定性和合格率,促进风电场的安全经济运行,提出一种基于二次分解和多目标优化的超短期海上风电功率预测方法。首先,利用自适应噪声的完全集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)和辛几何模态分解(symplectic geometry mode decomposition,SGMD)构成的二次分解方法对原始风电信号进行分解,降低原始信号的随机性和波动性;然后,将分解后的信号分量送入到双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit,BiG RU)网络进行时序建模,并采用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对Bi GRU网络的超参数进行智能优化,以避免网络陷入局部最优;最后,提出一种兼顾准确性、稳定性和并网合格率的多目标优化损失指导网络训练。实验结果表明,采用的二次分解方法和提出的多目标优化损失能够有效提升模型的预测性能,与其他经典方法相比,所提方法在不同季节均取得最优效果,具有较强的实用性。

四腿桁架式海上风机基础结构优化设计

针对四腿桁架式海上风机基础结构优化设计问题,建立了一种多准则多参数结构优化策略与方法,辅助四腿桁架式基础型式的设计工作并提高结构优化效率。依据设计经验,采用敏感性分析技术对各设计参数进行分级,并进一步采用逐级搜索策略给出了由各参数组合成的一系列优化方案。依据结构优化理论和相关工程经验,采用多准则控制算法对优化方案进行筛选,给出了最优的结构设计方案。应用该优化策略与方法对我国近海某海域拟建四腿桁架式风电结构进行设计,提高了设计效率,最终得到的结构优化设计方案与经验设计方案相比,材料利用率更高、结构用钢量更少,节省结构用钢量达30%以上。

近31年中国近海潮位潮流数据库的建立及极值分析

基于CFSR、CFSv2再分析风场数据和Jelesnianski经验风场建立混合风场,利用TELEMAC2D平面二维潮流模型对中国沿海进行了31 a(1989—2019年)数值计算,将模型计算一般潮位过程和风暴潮过程与实测资料进行对比,结果显示潮汐潮流模拟值与实测值吻合较好。中国沿海不同重现期高潮位在东海和南海北部较高,由于风暴潮作用,越靠近海岸高潮位越高。高潮位极值较大区域主要分布在东海沿岸,尤其是台湾海峡较高,另外北部湾的高潮位极值也较大;低潮位较低区域也主要分布在东海沿岸,台湾海峡及北部湾低潮位较低。流速极值较大区域主要分布在黄海近岸、台湾海峡、琼州海峡和北部湾湾口。

海上桁架式风机基础过渡段拓扑优化方法

为了有效降低海上风电结构的建设成本,对风电结构连接上部风机塔筒与下部基础结构的过渡段结构的优化设计方法进行研究。调研已应用于实际海上桁架式风电结构的过渡段型式,总结过渡段结构设计原则。基于这些设计原则,结合目前国内外海上风电结构常用装机功率,提出适用于4 MW to 5 MW装机功率风电系统过渡段的拓扑形式,并对影响过渡段结构性能的各拓扑参数进行优化,得到的设计和优化方法可为4 MW to 5 MW装机功率桁架式风电结构过渡段拓扑形式的确定提供借鉴与参考。