半潜型浮式风电装备水池模型试验

为了探讨浮式风电装备固有特性、验证数值耦合仿真方法和一体化模型的准确性,以中国海装半潜型浮式风电装备参数为基础,进行全实物水池模型试验,介绍模型各部分设计的关键要素及环境条件的校对方法,对浮式风电装备固有特性结果与数值仿真模型进行对比分析,结果表明:采用重构叶片保证推力相似和叶尖速比相似能够解决雷诺数不相似的问题,但叶片质量分布与惯量控制较为困难,试验风场质量好坏,直接影响风轮推力标定是否满足要求,机组发电状态会增加系统的阻尼水平,在固有周期附近,会降低RAO峰值。

浮式风电装备动态响应敏感性参数分析

为研究各参数对浮式风电装备动态响应的影响程度,寻找响应变化规律和设计优化方向,根据海装6.2 MW浮式风电装备参数进行一体化仿真。结合规范要求、设计经验和环境条件特点,针对不同环境条件的重现期、风谱类型、波浪谱类型、极端阵风周期进行参数敏感性分析,得到浮式风电装备不同部分动态响应结果。结果表明:不同环境条件的重现期和组合方式对运动响应和锚链张力影响十分明显,对机组载荷的影响则与机组所处状态相关;风谱类型主要影响机组载荷,对平台运动和锚链张力影响不大,考虑空间相干性的湍流风谱结果最危险;波浪谱类型对运动幅值和锚链张力极值影响较大,在发电工况下对机组载荷的影响较小,但在空转工况下对机组载荷的影响较大;阵风周期对运动响应、塔筒载荷、机舱加速度影响相对明显,但对轮毂载荷、锚链张力影响不大。

海上漂浮式风机动态响应敏感性参数分析

为研究各参数对漂浮式风机动态响应的影响程度,寻找相应变化的规律以及设计优化的方向,对海装6.2MW漂浮式风机参数进行了一体化仿真。结合规范要求、设计经验和环境条件特点,针对各影响因素的研究表明:仿真时间和种子数量对整个装备动态响应影响明显,极端发电和极端空转工况采用1 h仿真和3个种子数量结果会更准确。正常发电工况风机载荷主要由风载荷控制,极端发电和空转工况则同时受风浪流控制。发电工况风浪夹角主要对运动响应和锚链张力影响较大,空转工况则对整体动态响应均有较大影响。极端偏航误差角主要影响机组载荷,因此在空转工况保证机组能实时对风是十分必要的。