【摘要】：隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展,能源短缺的現象日益加劇,污染日益嚴重,能源價格持續(xù)攀升,而風能作為一種可再生的、無污染的清潔能源,很早以前就被人類利用起來。近年來風電進入快速發(fā)展時期,全球風電裝機容量已超過1億千瓦。尤其是海上風電,以其風速大且穩(wěn)定而備受推崇。海洋發(fā)電的主要風能資源分布在離海岸線5~50km的海域,而該海域水深一般在20m以上。與陸上風電不同,海上風電的發(fā)展需要解決海上風電基礎的問題。部分海上風機,需要采用浮式基礎安裝風力發(fā)電機。因此,研究海上風電浮式基礎結構的動力特性具有重要意義。為了解決現有浮式基礎安裝難度高成本大的問題,本文對一種海上漂浮式小功率風力發(fā)電機組的浮式基礎單元及其組合-浮式基礎群進行錨泊系統(tǒng)的設計與分析,利用AQWA軟件,首先針對該風機工作海域正常作業(yè)工況的環(huán)境條件,分析了單個風力發(fā)電浮式基礎單元的動力響應。然后研究了水動力相互作用對多浮體結構水動力性能的影響。接著對由三個浮式基礎單元組成的風力發(fā)電浮式基礎群分別采用面元法和莫里森桿單元法進行建模計算,浮式基礎群與錨鏈之間采用動態(tài)耦合方法。結果表明,對于本文所分析的小尺度浮式基礎群,在生存海況下,縱蕩、垂蕩、縱搖運動乃至錨鏈的張力貢獻方面主要是波頻響應為主,只有少量低頻響應。錨鏈張力根據API規(guī)范進行校核,得出該浮式基礎群的系泊系統(tǒng)是符合規(guī)范要求的。最后對比了不同柔性連接器剛度對浮式基礎群運動響應幅值的影響,發(fā)現柔性連接器剛度越大也越趨近于一個整體。本文的研究結果對海上小尺度多浮體結構工程的開發(fā)與實施具有一定的參考借鑒意義。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM614;TU476
【圖文】：

圖 1- 1上述制約海上風電發(fā)展的問題，陳超核[6]提出了一種海上漂浮浮式基礎單元及其組合-浮式基礎群，該浮式基礎單元采用垂浮式基礎的小型化，可以有效避免風機上的風速波動所引起的元安裝成本較大功率風機浮式基礎低得多，具有小巧靈活的特群的方式，能有靈活的功率組合，滿足不同的用電需求，有廣究對象即該專利中的浮式基礎群，參考該浮式基礎群的結構參型，并進行了分析計算。發(fā)展風電場常設在近海淺水區(qū)域，多采用固定式基礎，直接通過樁機組固定在 20 米左右深的海底，這種基礎形式受到水深的嚴上不夠實用，技術上也達不到要求，一般在海平面以下 50 米范圍內近海適合固定式基礎的水深和海底條件還是非常廣闊的

圖 1- 2 風力發(fā)電逐漸向海上發(fā)展對于海上風電產業(yè)來說，歐美發(fā)達國家已經相當成熟。至 2009 年底，歐洲水、并網的風力發(fā)電機達到 828 臺，遍布 9 個歐洲國家的 38 個風電場，總計安 2056MW，如表 1-1 所示[7]。表 1- 1 至 2009 年底歐洲各國海上風機安裝情況國家風電機 容量 風電場數量/臺 /MW 數量/個英國 287 882.80 12丹麥 305 639.15 9瑞典 75 163.65 5荷蘭 130 246.80 4德國 9 42.00 4比利時 6 30.00 1

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本文編號：2724482