隨著全球氣候變暖及傳統(tǒng)化石能源的日益枯竭,世界各國都在尋求可持續(xù)的清潔可再生能源。海上風(fēng)能作為海洋可再生能源的一種重要組成部分,相比于陸上風(fēng),海上風(fēng)具有風(fēng)速高、湍流小、風(fēng)向穩(wěn)定等優(yōu)勢。我國目前建成的海上風(fēng)電場多采用近岸固定基礎(chǔ)風(fēng)力機,但是我國適合近海風(fēng)能開發(fā)的區(qū)域有限,為了更有效地利用海上風(fēng)能,推進國家能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對氣候變化,未來我國海上風(fēng)電場建設(shè)走向深海是必然趨勢。本文以國家風(fēng)電產(chǎn)業(yè)大開發(fā)、促進能源消費革命為背景,針對我國東海地區(qū)實際海域情況,基于空氣動力學(xué)和水動力學(xué)理論,采用理論推導(dǎo)、基礎(chǔ)設(shè)計及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,提出了一種適用于我國東海地區(qū)深海風(fēng)能開發(fā)的半潛式浮式風(fēng)力機平臺類型。首先基于浮式平臺設(shè)計基本原理及目標海域環(huán)境條件,設(shè)計一種適合我國東南深海海域的半潛式浮式風(fēng)力機基礎(chǔ)。然后基于三維勢流理論,在頻域范圍內(nèi)對半潛式浮式風(fēng)力機基礎(chǔ)在規(guī)則波中的水動力特性進行分析,在湍流風(fēng)數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上對水動力學(xué)軟件AQWA進行二次開發(fā),將實時變化的風(fēng)輪載荷加載到基礎(chǔ)上進行時域耦合計算。在此基礎(chǔ)上,基于懸鏈線理論設(shè)計一種帶有彈性索的組合錨泊系統(tǒng)。最后,針對半潛式浮式風(fēng)力機設(shè)計兩種不同的錨泊方案... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

歐洲國家歷年風(fēng)電裝機趨勢圖

也已經(jīng)達到 30%。根據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會發(fā)布的 歐洲能源展望 2020 報告顯示，歐洲每年能夠?qū)崿F(xiàn) 12.6GW 風(fēng)電裝機容量，在 2017 年~2020 年之間裝機容量有望達到 50GW[4]。目前歐洲計劃風(fēng)電總裝機容量達到 200GW，在 2020 年全部建設(shè)完成時，預(yù)計可提供的風(fēng)電電力占總消耗電力的 16.5%，圖 1.1 為歐洲風(fēng)電歷年裝機情況及 2017~2020 年的預(yù)測裝機情況，圖 1.2 為 2017 年上半年歐洲各國風(fēng)電資產(chǎn)的投資情況。

如圖 1.4 所示。目前世界范圍內(nèi)已建成的大型風(fēng)電場大多是位于近海淺水區(qū)域的固定基礎(chǔ)風(fēng)電場，且支撐形式多為單樁基礎(chǔ)。近岸固定式風(fēng)電場開發(fā)技術(shù)目前已經(jīng)較為成熟，很多近岸風(fēng)場已經(jīng)進行了并網(wǎng)發(fā)電。人類對能源電力的需求是永無止盡的，近海風(fēng)電場也因為水深增加導(dǎo)致的經(jīng)濟性迅速降低的弊端限制了其繼續(xù)發(fā)展，因此研究者們將目光投向了深海浮式風(fēng)電場的研究[16]。

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]歐洲海上風(fēng)電發(fā)展趨勢與政策機制的啟示與借鑒[J]. 楊亞.  中國能源. 2017(10)
[3]組合彈性系泊對漂浮式風(fēng)力機Spar平臺影響的研究[J]. 葉舟,王東華,丁勤衛(wèi),李春.  熱能動力工程. 2017(07)
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[5]浮式海上風(fēng)電:離岸更遠,捕獲更大的能量[J]. Sebastian Bringsv?rd.  風(fēng)能. 2017(03)
[6]基于動力特性的南海浮式風(fēng)力機多準則評價[J]. 孟珣,田會元,李鑫.  太陽能學(xué)報. 2016(08)
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[8]海上風(fēng)電是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向——全球及中國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 閔兵,王夢川,傅小榮,趙嬋.  國際石油經(jīng)濟. 2016(04)
[9]導(dǎo)管架桿件波浪力試驗研究[J]. 李紹武,張琳琳,夏陸軍.  水運工程. 2015(06)
[10]半潛式海上浮式風(fēng)力機平臺隨機響應(yīng)特性分析[J]. 吳海濤,張亮,馬勇,趙靜.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(05)

博士論文
[1]海上浮式風(fēng)力機系統(tǒng)環(huán)境載荷及耦合運動性能研究[D]. 葉小嶸.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[2]海上風(fēng)力機氣動特性及新型浮式系統(tǒng)[D]. 任年鑫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]海上浮式風(fēng)機平臺動力特性的研究[D]. 黃民希.湖南大學(xué) 2016
[2]Spar型浮式垂直軸風(fēng)力機系統(tǒng)的運動響應(yīng)研究[D]. 邱雨.天津大學(xué) 2016
[3]海上浮式風(fēng)機半潛式基礎(chǔ)水動力特性研究[D]. 毛瑩.上海交通大學(xué) 2015
[4]海上浮式風(fēng)電基礎(chǔ)設(shè)計方案及垂直軸風(fēng)機性能分析[D]. 汪洋.江蘇科技大學(xué) 2014
[5]潮流能電站載體的水動力性能分析[D]. 陳鷥鷺.江蘇科技大學(xué) 2014
[6]我國風(fēng)力資源分布及風(fēng)電規(guī)劃研究[D]. 宋婧.華北電力大學(xué) 2013
[7]海上浮式風(fēng)機平臺錨泊系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 李夢陽.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[8]海上浮式風(fēng)力機平臺總體性能分析[D]. 王寧.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[9]海上浮式風(fēng)機平臺穩(wěn)性及錨泊系統(tǒng)性能研究[D]. 鄧慧靜.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[10]海上風(fēng)力機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計選型研究[D]. 尚景宏.哈爾濱工程大學(xué) 2010



本文編號：2943728