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。

基于石油钻井平台进行海上风电吊装平台转化关键技术

一、成果研究背景近年来,海上风电机组容量及项目不断增长,专业安装船只及高规格安装船只供应面临严重短缺,在租金暴涨的情况下仍一船难求。2021年海上风电项目为保证国家电价补贴,处于抢装高峰期,国内国际专用风电吊装船或具备吊装能力的船只较少,设备资源缺口较大。

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。

海上风电平台的BDS/GNSS形变监测分析

监测海上风电平台的形变对于确保其安全运营具有重要意义。利用海上风电平台采集的BDS/GNSS观测数据,分别采用相对定位和精密单点定位(PPP)方法,对BDS2/3、GPS和BDS2/3+GPS等3种方案用于海上风电平台形变监测的精度进行了分析。结果表明,基于BDS2/3+GPS双系统的相对定位结果在N、E、U 3个坐标方向上的标准差均优于2 mm,相较于BDS2/3和GPS单系统精度有所提高,水平方向精度平均提升约7%,高程方向精度提升更为明显,达到约28%;基于BDS2/3+GPS双系统的PPP结果在水平方向上的标准差优于2 mm,与相对定位结果精度相当,但在高程方向上的标准差达到8 mm左右。

顾及相干性与空间分布特征的SAR图像海上风电平台检测方法

针对现有风电平台检测方法依赖长时间序列影像的问题,设计了一种顾及相干性与空间分布特征的SAR图像海上风电平台检测方法。该方法充分考虑风电平台呈规则矩阵型、梅花型的空间分布特征与高相干性,利用自适应参数的DBSCAN算法对相干系数图中高相干像素进行聚类,通过将聚类结果的最小外接矩形作为风电场边界来排除船舶干扰,再采用NCC算法将风电平台模板与风电场SAR正射影像进行匹配,实现风电平台的检测。采用覆盖中国南海、欧洲北海两个试验区的Sentinel-1A影像进行了实验,验证了本文方法的有效性。

海上风电漂浮平台专利申请现状

据全球风能理事会(GWEC)预测,虽然在2020年左右,固定式基础海上风电的增长最为显著,但从2030年起,漂浮式海上风电将快速发展。这是由于不少国家受陆上与海上风能资源、海水深度、海床条件等约束,在固定式基础陆上或海上风电方面的发展潜力有限,必须利用漂浮式海上风电开发深远海资源。有数据显示,全球80%的海上风能资源潜力都蕴藏在水深超过60m的海域,这成为推动漂浮式海上风电技术与市场发展的主要因素。但是现有近海风电场采用固定于海底的传统海上风电基础,风电基础的成本将随着海水深度增加而急剧上升,因此漂浮平台成为解决上述问题的途径。本文基于对海上风电漂浮式平台专利申请的研究,梳理海上风电漂浮式平台的技术发展脉络,对今后海上风电漂浮式技术的研究有一定的指导作用。

海上风电登靠步桥发展与关键技术研究综述

海上风电登靠步桥的应用可确保海上风电风力涡轮机的正常运行,能够为优化登靠操作、提高风电项目运维效率以及降低成本提供支持。从登靠步桥的发展历程以及技术进展的角度进行概述,分析国内外在该领域的主要装备及其性能,同时围绕运动感知与数据分析、补偿控制与执行、结构设计与可靠性以及新材料应用等方面对海上风电登靠步桥关键技术进行讨论。指出并联平台是主流的海上风电登靠步桥执行机构,波浪补偿是设备性能的核心以及竞争力来源,先进的波浪补偿技术有赖于传感器技术、人工智能等多学科的发展。分析结果可为海上风电登靠步桥领域的后续技术探索提供参考。

海上风电柔性低频输电动模平台设计

柔性低频输电是一种结合了直流输电与常规交流输电各自优势的新型输电技术,在远距离高压大容量输电场合呈现出巨大的应用潜力。通过建设动模仿真试验平台,可充分验证海上风电柔性低频输电送出技术。本文首先介绍了动模平台概况;其次阐述了动模平台的主回路参数和主接线;并设计了动模平台的基本控制策略。最后通过在PSCAD/EMTDC平台上搭建仿真模型,验证了上述设计的动模平台及其控制策略的有效性和可行性。

恶劣海况下海上风电安装平台淤泥防堵喷冲阀仿真设计

为了解决由于海底淤泥等环境因素的影响,海上风电平台的喷冲系统常常因为遭遇泥沙堵塞而失效,严重威胁到平台的运行安全;传统直通开口式喷冲装置在这种情况下难以胜任,平台仅靠平台浮力难以克服各种拔桩阻力,甚至会因为受阻而导致拔桩失败等重大安全事故等问题。设计出一种安全可靠的海底淤泥防堵喷冲阀,使其具有良好的抗堵塞能力,能够在恶劣、浑浊的浅海海域中进行防堵与解防堵的作业。分析优化平台设计前后,防堵能力变化,工作能力变化过程。结果表明,该喷冲阀能够在不影响平台正常喷冲工作的情况下,有效地防止泥沙堵塞问题的发生,确保平台的安全拔桩。设计的新型喷冲阀具有良好的适用性和普适性,可以为海上风电平台提供安全可靠的技术保障。

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。

“第四代+”海上风电施工平台船“港航平5”号顺利交付

2024年8月28日上午,青岛海西重机码头彩旗飘扬,伴随着悠长的汽笛声,由天津港航工程公司投资建造的国内起升高度最高、综合性能最强的“第四代+”自航自升式海上风电施工平台船“港航平5”号完成全部建造任务,正式交付使用。“港航平5”号船长135 m、宽50 m,最大起重能力1800 t,最大作业水深70 m,甲板以上起升高度168 m,升降系统桩腿长度135 m,可满足世界最大26 MW及以上风机的施工作业要求,同时具备携带2套20 MW风机的能力,配备DP2动力定位系统和具备无限航区航行能力,是目前国内起升高度最高、起重综合能力最强、升降桩腿最长,集运输、储存、安装等功能于一体的自航自升式海上风电安装平台船。

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%。

基于海上风电设计的室外盐雾浓度测试与盐雾过滤试验

海上的高盐雾浓度会对建筑和设备产生腐蚀和损害。为了明确海上风电平台通风设计中除盐雾的相关参数取值,本文在四大海域选择了11个典型地区进行了夏季和冬季的实地盐雾测试,并对8种等级的盐雾过滤器进行了实际除盐雾计重效率的测试。研究表明,盐雾浓度存在一定的海域差异,在夏季,南海、黄海、渤海和东海的盐雾氯离子质量浓度分别为0.76、0.45、0.25和0.14 mg/m^(3),在冬季,南海、黄海、东海和渤海的盐雾氯离子质量浓度分别为1.31、1.16、0.99和0.60 mg/m^(3);工程上常用的过滤器组合F9+M5+G4实测计重效率计算值为98.97%,不满足室内盐雾控制要求,而过滤器组合F9+M5+G4+G4实测计重效率计算值为99.68%,可以满足室内盐雾控制要求。

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。