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。

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。

Evaluating effectiveness of multiple tuned mass dampers for vibration control of jacket offshore wind turbines under onshore and seafloor earthquakes

The dynamic characteristics and structural responses of operation and grid loss offshore wind turbines(OWTs)under onshore and seafloor earthquakes are analyzed based on the established coupled seismic analysis model.In addition to the remarkable influence of the rotor system on the responses of the operation OWT under earthquakes,interactions among the natural modes of the grid loss OWT in the fore-aft and side-to-side directions are revealed.By comparing with the onshore earthquakes,the more significant differences of structural response are observed under the selected seafloor earthquakes,due to the longer duration and more abundant energy distribution around the natural frequencies of OWT.Concurrently,a multiple tuned mass damper(MTMD)is designed and applied to the operation and grid loss OWTs.Then,the comparisons of the mitigation effects under onshore and seafloor ground motions are carried out,and the necessity of applying seafloor ground motions to OWTs are proved.Moreover,in comparison to the operation OWT,more effective reductions are observed for the grid loss OWT under onshore and seafloor earthquakes using the designed MTMD.Therefore,the combined shutdown procedures and MTMD vibration control strategy is suggested for OWTs under earthquakes.

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。

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。

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。

基于奇异谱分解和双重注意力机制的超短期光伏功率预测方法

准确的光伏功率预测可以有效促进光伏发电的安全高效利用。针对现有方法预测精度不足的问题,提出一种结合奇异谱分解(SSD)、双重注意力机制和双向门控逻辑单元(BiGRU)时序建模的超短期光伏功率预测方法。首先利用SSD降低光伏信号的随机性和波动性;然后利用BiGRU网络对分解后的信号进行时序建模,并设计了一种同时学习特征序列和时序序列的重要性权重的注意力模块,对BiGRU网络提取的特征进行权重加权;最后经过决策层获得最终的光伏功率预测结果。实验结果表明,SSD和注意力机制可以有效提升深度时序模型的光伏功率预测精度,在不同季节和不同天气情况下均优于其他几种经典方法,具有较高的实用价值。