漂浮式风力机驳船式平台响应特性分析

平台的稳定是海上漂浮式风力机能够安全运行的最基础保障.通过建立基于驳船式平台的海上风力机整机模型,采用有限元方法,研究了漂浮式风力机驳船式平台在风、浪、流3种环境载荷联合作用下的时频域动态响应.通过漂浮式风力机驳船式平台在时域和频域内的变化幅度来分析平台的动态响应特性,得到了波浪力即F-K力和绕射力对平台六自由度运动的贡献以及各波浪力随频率的变化趋势.结果表明:平台幅值响应算子和平台所受波浪力均在低频波浪作用下出现较大响应;平台在纵荡、垂荡和纵摇方向的运动响应较之其他3个方向更加明显.

基于AQWA的漂浮式风力机驳船式平台的动态响应

为研究漂浮式风力机驳船式平台的动态响应,建立基于ITI Energy Barge平台的NREL 5MW漂浮式风力机模型。通过辐射/衍射理论并结合有限元方法,调用水动力学软件AQWA,考虑风、浪、流环境的联合作用,对平台的动态响应进行数值模拟分析,得到了各波浪力随波浪频率的变化及平台在纵荡、垂荡和纵摇方向上的动态响应。结果表明:平台在低频波浪时容易出现较大响应;随着海洋环境恶劣程度的增加,平台的动态响应增大;平台在垂荡方向RAOs要大于纵荡方向。

恶劣海况下系泊失效对漂浮式风电场平台影响

为研究风波联合作用下系泊失效对漂浮式风电场平台动态响应的影响,建立2×2阵列Barge平台漂浮式风电场模型,基于叶素动量理论及辐射/绕射理论,对比分析恶劣海况下风电场迎风浪侧、背风浪侧及侧向系泊失效前后漂浮式风电场平台时频响应特性。结果表明:恶劣海况下,漂浮式风电场平台动态响应以波频为主;系泊失效导致各平台各自由度稳定性大幅降低,且对失效系泊所连接的平台影响最大;迎风浪和背风浪侧固定悬链线失效对漂浮式风电场平台纵荡响应影响最大,侧向固定悬链线失效对漂浮式风电场平台横荡响应影响最大;迎风浪侧系泊失效对漂浮式风电场平台动态响应影响最大,背风浪侧其次,侧向最小。

新型混合系泊对漂浮式阵列风电场动态响应影响

随着漂浮式风力机向深远海发展,其系泊系统及锚点成本不断上升,共享系泊逐渐成为研究热点。为提高共享系泊漂浮式风电场平台的稳定性,基于5 MW Barge平台风力机组建的2×2阵列式风电场,提出一种带有浮子与配重的新型混合共享系泊系统。利用辐射/绕射理论及有限元方法,计算并对比常规系泊与混合系泊在平台动态响应、系泊张力及躺地段长度的差异,分析了混合系泊浮子与配重间距对风电场平台稳定性的影响。结果表明:混合系泊平台纵荡与横荡动态响应幅值较常规系泊降低了40%以上,减小了系泊张力变化,并延长躺地段长度;随浮子与配重间距的增大,躺地段长度总体呈增大趋势,且改变了平台横荡的平衡位置。