MARIC签订海上风电平台技术开发合同

9月18日,中国船舶及海洋工程设计研究院（MARIC）与福建马尾造船股份有限公司签订自升式海上风电大部件更换运维平台技术开发合同.该平台是迄今为止国内自主设计建造的各项指标最为先进的海上风电大部件更换运维平台,将对我国海洋工程装备产业做大做强做优起到积极推动作用。

基于二维码管理的海上风电安全管理平台的开发与应用

针对海上风电场离岸距离远、工作面通达性不佳的特点,以及施工期人员动态管理、船机管理及安全隐患排查治理的时效性差等管理的痛点和难点,提出了以集成化、信息化开展海上风电项目建设安全管理的解决方案,阐述了海上风电安全管理平台的开发建设和应用成效,对保障海上风电行业的健康快速发展具有重要意义。

漂浮式海上风电可视化机电联合仿真平台开发与实验

漂浮式海上风电是新能源开发的重要形态,现有漂浮式海上风电仿真平台存在过分简化机械或电气环节的弊端,难以表征其机电紧密耦合的特征,给相关教学和科研带来不便,因此亟待构建新型的漂浮式海上风电仿真平台。以漂浮式风机为对象,在FAST环境下建立高保真风机模型,在Simulink环境下搭建并网发电控制模型,再结合ParaView,联合构建了机电联合的可视化仿真平台,在不同风浪工况下研究了系统的机械动态响应和发电并网特性。仿真结果表明,联合仿真平台能实现漂浮式高精度的机电联合仿真,可为后续开展海上风电有关研究和实验教学提供有力支撑。

海上风电施工平台人员配备研究

海上风电施工平台作为新形式的大型海上施工船舶,船检类型为非机动船,不适用于《中华人民共和国船舶最低安全配员规则》,目前尚未有明确的最低安全配员标准或规范要求,平台的运行管理及人员管控存在一定的盲区和安全隐患。规范海上风电施工平台人员配备有利于保障海上风电等重大水工的工程项目进度、船舶安全运行和人员规范管理,对保护海洋环境,维护海上施工及人员安全具有积极意义。

基于CAD软件平台进行海上风电导管架无余量建造方法探讨

海上风电导管架是海上风电设备的基础结构,其结构的强度和制作精度必需符合设计要求,才能在全生命周期内承受极端天气的冲击和恶劣环境的腐蚀。为保证导管架的结构强度,导管架在制造过程中需要严格控制精度尺寸。通过在CAD软件平台上进行全站仪测量数据分析,实现导管架组件无余量总装,从而达到对尺寸精准控制和提升工效的目的。

风电接入远海油气平台的规划方法

海上风电直供远海油气平台可降低发电成本和碳排放,但传统规划方法不适用于远海油气平台的负荷特性。在考虑海上油田电力系统燃气透平机组与负荷特性的基础上,建立计及风-燃-荷功率动态匹配特性的扩展概率潮流模型,提出适用于远海油气平台的风机规划方法。采用所提潮流计算方法,在满足远海油田电力系统的电压、线路载流量等约束条件下,以年发电成本与年碳排放量的综合成本最低为目标建立规划模型,并采用粒子群优化算法对模型进行求解。以我国某远海油田电力系统为例,提出针对远海油田电力系统特点的风电接入方案,算例结果表明,所提规划方法具有可行性。

10 MW级海上风电新型浮式基础结构强度分析

针对应用于50 m水深海域的10 MW海上风力机,设计由三浮筒及三立柱组成的新型浮式基础,建立带有骨材结构的有限元分析模型。对于有关此新型浮式基础的设计波参数,一般选用随机性设计波的方法来确定,对波浪载荷工况下的整体结构。重点研究浮筒的骨材尺寸以及骨材间距对新型浮式基础强度的影响规律,并得到纵横骨材尺寸组合对新型浮式基础整体强度的影响规律。研究表明,新型浮式基础结构高应力区域位于3个浮筒连接处,浮筒板单元应力水平受骨材尺寸和骨材间距的共同影响,采用合适的尺寸间距组合可在应力水平相当的情况下显著降低用钢量。

海上风电大直径单桩稳桩平台翻身施工技术

为了减少单桩稳桩平台的出运风险,外海稳桩平台往往采用平躺出运。文章针对自主设计的坐底式稳桩平台,研究确定了单桩稳桩平台的现场翻身的施工工艺,应用于南海某海上风电项目。该稳桩平台采用躺式运输到施工现场,使用双船抬吊翻身的形式完成稳桩平台的竖直,在保证后续单桩沉桩精度的同时提高了施工功效和经济效益。

基于石油钻井平台的海上风电吊装技术研究

通过研究石油钻井平台转化为海上风电吊装平台及其吊装技术,把节约能源、盘活闲置海工资产、提高施工效率及增加经济效益等理念贯穿于从平台设计阶段到海上风电吊装施工完成的整个过程,经实践能在海上风电安装领域中成功应用,具备海上海工作业的自身优势,特别是深海海工作业,具有很高的操作性、推广应用价值。

海上漂浮式风电机组塔筒优化方法研究

为适应复杂多变的海上环境,高效利用风资源、减少用钢成本,开展漂浮式风电机组塔筒的结构优化设计。以船载风电机组为研究对象,引入漂浮式基础的动态响应,作为影响塔筒弯曲变形的重要约束条件。在保证风电机组稳定功率输出的前提下,以质量最轻为优化目标,以塔筒构造要求和规范为基本约束条件,建立漂浮式基础风电机组塔筒的数值优化模型,并利用遗传算法完成了模型优化。结果显示,在保证风电机组稳定性和正常功率输出要求下,塔筒的质量降低了35%,刚度提高了25%。

海上风电平台地基土工程力学特性试验研究

我国东部沿海地区沉积环境复杂多变,海上风电平台地基土性质软弱、复杂,与陆域土相比有较大差异。为系统研究海洋地基土工程力学特性,对江苏海域代表性扰动原状海洋土开展实验室基础土工试验、弯曲元试验及不排水三轴剪切试验,测定海域粉土及粉质黏土的物理力学性质,系统分析基本物理指标与扰动海洋原状土不排水剪切强度及剪切波速的相关性。试验发现:海洋粉土和粉质黏土的剪切波速V_(s)均随深度H的增大呈线性增大,但粉土V_(s)随H增大的增长速率明显大于粉质黏土;粉质黏土及粉土的呈现两种不同的应力-应变发展模式:应变硬化型和应变软化型,粉质黏土和粉土的不排水剪切强度S_(d)整体随H均增加呈增加趋势,但是没有表现出明显的单一相关性。孔隙比e的增大会促使两种土的S_(d)的降低,且S_(d)与e两者均有单一相关性;基于扰动原状土室内单元试验建立的S_(d)与V_(s)的关系,建立基于现场剪切波速的当前地层条件下未扰动原状土的不排水强度特性评价方法,但对于低含水率的粉质黏土,该方法略有保守。

西电西变成功中标2024年首批海上风电项目

近日,西电西变在海上风电领域迎来重大突破,成功中标华能瑞安、华能临高两个海上风电项目海上平台220kV主变压器设备,包括2台SZ-300000/220和1台SZ-320000/220。这是2024年西电西变首批中标的海上风电项目,也是目前西电西变在海上风电领域中标的最大容量变压器。2024年开年,国内海上风电项目开工、建设、并网节奏明显加快,不仅国家能源集团、国家电投、华能等多个央国企海风项目通过核准,同时海南、福建、山东等沿海大省相继公布2024年海风项目规划。

模型试验技术在海上浮式风电开发中的应用

随着能源需求的逐步增大,海上风电场建设需要5 MW甚至更大功率的海上风力机,固定式基础已经无法满足设计要求,浮式风力机的研究成为新的热点。介绍国际上已建成的2处海上浮式风电机组样机的概况,对比不同浮式基础结构的性能,分析各国模型试验的特点,探讨试验研究的关键技术,提出适合于我国海上浮式风电机组理论和试验研究的建议,为我国未来建设更大规模的海上浮式风电场提供了理论依据。

海上风电导管架式基础钢管桩沉桩技术

以广东海域某海上风电场工程为例,分析了海上风电导管架式基础大直径、长钢管基础桩沉桩施工难点及关键技术,对基础桩沉桩施工流程进行了详述。通过应用特殊设计的负压式稳桩平台、夹持式起桩器及内插式送桩器等设备设施,并采取合理的施工工艺,有效地降低了恶劣海况对施工的影响,保障了沉桩精度,提高了沉桩施工工效及质量,可供类似工程借鉴。

海上风电机组DeepCWind平台系泊缆布置及断裂仿真分析

以NREL 5 MW风电机组和OC4-DeepCWind半潜式浮式平台为研究对象,运用ANSYS/AQWA水动力分析软件和OPENFAST仿真分析软件进行风电机组气动、水动和系泊系统的时域耦合运动分析,研究不同系泊缆数量、角度布置形式及系泊缆断裂等因素对浮式风电机组动态响应和系泊缆张力的影响。结果表明:增大系泊缆的布置角度可提高浮式风电机组平台的稳定性,但同时增大了系泊缆张力,导致安全系数降低;迎浪侧系泊缆断裂瞬态情况下,浮式平台产生明显的运动响应波动,系泊缆布置角度的增大使浮式平台的稳定性急剧降低。

海上风电安装平台正压型下浮体气密性研究

本文以3500型深水高效海上风电安装平台的下浮体结构为研究对象,基于Fluent进行气密性压降研究,为正压型下浮体的密封和保压控制提供理论基础。首先由基本理论推导气体泄漏一般方程,结合实际工况确定数学模型进行计算;然后通过Fluent仿真模拟对模型网格进行独立性检验,将仿真结果与计算结果进行相关性验证。最后对下浮体泄漏口数量和位置,以及内部结构对泄漏过程的影响进行探究。结果表明,仿真结果和计算结果相关性可达0.97以上;泄漏口数量为3个及以上时,压降过程基本不再受泄漏口数量影响;内部结构体积占比较小时,下浮体内部结构和泄漏口不同位置各组间压降数据RMSE值小于100,即压降过程可以视为一致。

海上风电潜式张力腿平台整体浮运安装技术研究

对一种新型潜式张力腿平台风电机组及系统整体浮运安装技术进行研究,提出2套配套的施工沉放方法来实现这种结构的一体化安装。运用水动力软件MOSES对单体拖航和加辅助浮筒的湿浮拖航过程分别进行了数值模拟。基于绞缆下沉安装过程与注水施工沉放过程,分析了整体结构在不同工况下的运动响应。分析结果表明,加辅助浮筒拖航具有更好的稳定性;浪向角相对于浪高对结构在绞缆定位安装过程的运动和张力腿张力的影响更大,但整体变化趋势保持一致;结构在注水下沉过程中的垂荡和接触力变化幅值随海况的增大而增大,但整体响应随时间变化的趋势保持一致,纵摇、横摇及艏摇最大值均较小,不作为控制因素指导施工。

基于海上风电的海上制氢平台方案研究

氢能是一种重要的储能介质,能量密度高,无污染,可实现大规模、跨季节、跨时段、跨地域的储能,可成为促进可再生能源消纳的有效方式。全球海上风电资源丰富,海上风电制氢是一种极其适合大规模部署的未来氢源解决方案,因此探索海上风电融合氢能的发展模式意义重大。基于耦合海上风电和氢能的发展理念,以改善风电“上网难”和“弃风”的现象,提出基于海上风电在海上大规模集中制绿氢方案。以典型的200 MW海上风电场规模为拟定条件,配套设计研究制氢功率为10 MW、产氢量2 000 Nm3/h的海上制氢平台方案。完成基于不同制氢设备选型的海上制氢平台平面布置研究,探索海上风电多能融合的发展模式与解决方案,为新能源开发及消纳提供更多的思路和技术储备。

海上风电导管架基础沉桩定位平台应用

通过对海上风电导管架基础沉桩定位平台结构及使用效果进行综合对比分析,总结了浮式、坐底式以及负压桶式3种高精度沉桩定位平台的优缺点,提出了不同沉桩定位平台在适应范围、船机设备配置、工效等方面的合理化建议,可为今后海上风电导管架基础沉桩施工提供借鉴。

海上风电工程施工气象实时监测预警大数据平台设计

海上风电工程施工受海洋环境影响,而海洋环境复杂多变,热带气旋、海上大风、强对流和大雾等灾害性天气频繁发生,如果无法及时获取这些信息,将会给海上风电工程施工过程造成极大的威胁和损失。为解决这一难点,设计开发海上风电工程施工气象实时监测预警大数据平台,实现在线监测、施工区域、人员信息的统计,各类重要天气、施工指数、项目进展等信息的可视化展示,提升海上风电施工安全管理能力,避免或减少海上风电施工安全事故。