漂浮式海上风电机组基础及系泊系统设计导则
海上风力发电平台概念设计及系泊系统特性研究
海上风力发电平台概念设计及系泊系统特性研究袁培银;赵宇;王平义;谭波【摘要】为实现海上风力发电平台工作状态的准确预报,本文采用有限元软件建立浮式风力发电平台三维模型,完全时域耦合分析在不规则波作用下,浮式风力发电平台动力响应特性.通过时域结果对比分析可知,在风浪流同向作用下,浮式风力发电平台的运动响应幅值及系泊缆索顶端张力最大.通过运动响应时间历程曲线可知,横荡运动和横摇运动表现为低频特性,垂荡运动表现为波频特性,以上研究成果可为浮式风力发电机的优化设计提供一定的指导,并可为将来的相关试验提供一定参考.%To achieve the precise research of operative mode of floating wind platform,this paper create the three-dimensional model,give the analysis of dynamic response characteristics of floating wind platform in irregular waves by fully time domain coupled analysis.The motion of floating wind platform and the top tension of mooring lines are the maximum in the same direction of current and wave by the time domain results of comparative analysis.The results show that the motion of sway and roll put up the characteristics of low frequency,the motion of heave show the characteristics of low frequency,the above results can provide some guidance for the optimized design of floating wind turbines and supply the reference for related tests in the future.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】5页(P79-83)【关键词】海上风力发电平台;运动响应幅值;顶端张力【作者】袁培银;赵宇;王平义;谭波【作者单位】重庆交通大学河海学院,重庆400074;重庆交通大学航运与船舶工程学院,重庆400074;重庆交通大学河海学院,重庆400074;重庆交通大学建筑与城市规划学院,重庆400074;重庆交通大学河海学院,重庆400074;重庆交通大学航运与船舶工程学院,重庆400074【正文语种】中文【中图分类】U674.03+1南海拥有丰富的自然资源，海上风力平台的合理应用可以满足岛上居民的生活用电需求，相比于其他发电形式，海上风力发电具有绿色、清洁、风速高、风情稳定，可减轻用电压力，减少二氧化碳排放，推动国民经济可持续发展，将起到重要作用。
海上风力发电平台概念设计及系泊系统特性研究
海上风力发电平台概念设计及系泊系统特性研究随着全球能源需求的日益增长以及环境保护的不断加强，清洁能源的开发和利用已经成为全球能源发展的趋势之一。
海上风力发电作为清洁能源发电领域的一种新兴技术，拥有广阔的发展前景和巨大的市场空间。
本文将对海上风力发电平台的概念设计及系泊系统特性进行研究。
一、概念设计风力发电平台头部设计风力发电平台的头部设计是整个平台最重要的部分，因为它将直接影响到发电效率和性能。
文中提出的头部设计方案如下：（1）基于轴流型风轮的多级叶片系统，可以使风轮在弱风和强风情况下都能够高效的工作。
同时，多级叶片系统能够增强平台结构的稳定性和安全性。
（2）头部还必须配备一个完整的控制系统来确保平台在高风速和大浪面前的安全。
该控制系统还可以监测风力发电机的性能，确保整个系统的高效运作。
风力发电平台体部设计体部设计是风力发电平台的另一个重要环节。
以下是文中提出的设计方案：（1）平台主体部分应采用钢铁结构，确保其能够承受海洋环境的高风和大浪。
（2）平台上设有适当数量的风轮和塔，其高度应经过严格计算以确保其尽可能高，从而能够捕捉到更多的风能。
（3）平台主体应该拥有一个高效的钻井系统，可以在需要的时候进行修理和维护。
二、系泊系统特性系泊是确保风力发电平台在恶劣海洋环境下持续稳定的关键。
以下是文中提出的系泊系统特性的简要描述。
（1）系泊系统必须可靠，稳定，其设计应充分考虑到风力发电平台的使用寿命。
（2）钉锚应该是采用桥索、大锚和抗风线的结合，以确保其能够承受恶劣海洋环境下的高强度和高风速。
（3）抗风线和缆绳应该采用高强度和柔软的材料，以确保系泊系统的灵活性和安全性。
同时，弯曲半径应该大于抗风线和缆绳的直径，以避免损坏。
（4）系泊系统应该采用可靠的动态定位技术，以确保平台在风力和海浪的影响下保持稳定。
总之，该文提出了一种适用于海上风力发电平台的概念设计和系泊系统特性研究。
该方案具有高效、可靠和安全等优点，可作为海洋清洁能源领域的重要参考方案。
一种漂浮式海上风电及其新型浮式基础的制作方法
一种漂浮式海上风电及其新型浮式基础的制作方法摘要本文介绍了一种漂浮式海上风电及其新型浮式基础的制作方法。
该方法采用先进的漂浮式基础结构，能够有效解决传统海上风电基础的固定性问题，提高风力发电的可持续性和经济性。
本文将详细介绍该方法的设计原理、制作步骤和关键技术，以及未来的发展方向。
1. 引言随着全球能源需求的增长，可再生能源的开发和利用变得越来越重要。
风能作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了广泛关注和应用。
然而，传统的陆上和海上风电设施受到地理环境和天气条件的限制，限制了其发电效率和可持续性。
因此，寻找一种适用于复杂海洋环境的新型风电设施成为了一个重要的课题。
2. 设计原理漂浮式海上风电是一种将风力发电装置放置在海洋上方的设备，通过浮力和锚链来保持平衡。
相比于固定式海上风电，漂浮式海上风电具有更大的灵活性和可移动性。
具体的设计原理如下：1.漂浮式基础结构：采用先进的浮体设计，通过浮力来支撑整个风电装置。
浮体具有抗风浪、抗冲击和稳定性等特点，可以有效降低设备的振动和摇晃。
2.锚链系统：漂浮式基础需要通过锚链来保持稳定。
锚链系统采用高强度材料制作，能够有效抵抗海洋环境的冲击和拉力。
根据实际需要，可以设计不同长度和形状的锚链来适应不同的海洋环境。
3.风力发电装置：风力发电装置位于漂浮式基础的顶部，可以根据需要选择不同类型的风力发电机。
装置需要具备抗风性能和高效能转换能力，以提高发电效率和可持续性。
3. 制作步骤制作一种漂浮式海上风电及其新型浮式基础需要经历以下步骤：1.确定需求和设计方案：根据实际需求和海洋环境条件，制定风电设备的具体要求和设计方案。
包括确定浮体类型、锚链长度和形状、风力发电装置的功率等。
2.材料采购和加工：根据设计方案，采购符合要求的材料，并进行加工和制作。
包括浮体材料、锚链材料、风力发电装置的组件等。
3.装配和安装：将加工好的各个部件进行装配，包括将风力发电装置安装在浮体上，并通过锚链固定整个装置。
漂浮式风电共享系泊系统设计与分析
2目录I.研究背景II.研究对象III.多风机-共享系泊系统设计IV.成本效益评估V.结语a.多海况全浪向仿真b.敏感性分析c.断缆工况d.系泊优化研究背景3 p漂浮式风机- 海上风电发展迅速，中国海上风电装机容量全球第一- 应用前景广阔：水深适应性好、开发深远海- 降本增效：成本问题导致竞争力减弱系泊相关成本三峡引领号扶摇号海油观澜号4p 共享系泊（Shared Mooring ）- 概念提出：在相邻的浮式风机之间布置横跨式的共享系泊线- 目的：减少风电场所需系泊线和锚的数量，降低系泊线和锚的材料、 锚的安装勘探等一系列成本，进而降低成本。
风机间横跨式系泊取代部分锚线研究背景多种共享系泊布置型式大型共享系泊风电场设计挑战p共享系泊带来的风机间复杂的耦合效应- 共享系泊非线性悬链线- 刚柔耦合、风机间耦合：非线性结构载荷；数值仿真计算久- 环境复杂：风电场对风场、波浪场的影响，即结构间的干涉影响研究对象p10MW OUCwind半潜式浮式风机Ø建立风机时域一体化分析模型Ø三立柱偏置风机、目标水深50米、3×1系泊布置Ø风浪流耦合：考虑湍流风、不规则波、二阶差频波浪力的时域耦合仿真单个风机系泊布置一体化仿真模型吃水15m干舷11.5m特征长度65m浮筒宽度11m浮筒高度 4.5m立柱直径11m重心高度-3.50m浮心高度-11.13m平台质量2910t排水量14197t设计分析流程梳理7基于10MW OUCwind半潜式风机设计多风机共享系泊系统建立“多风机-共享系泊系统”一体化时域分析模型共享系泊线敏感性分析多海况、全浪向仿真断缆工况模拟系泊优化方案共享系泊成本效益评估梳理总结共享系泊系统的设计分析技术要点8多风机-共享系泊系统设计锚链单位长度重量以50kg/m 左右为间隔进行敏感性分析p 等边三角形布置 - 相邻风机间隔1200米（相隔6-8倍的叶轮直径以上，认为水动力特性保持不变） - 锚线：采用与单风机一致，R3无档锚链，直径185mm- 共享系泊线：采用R3无档锚链进行敏感性分析共享系泊缆直径 [mm]重量 [kg/m]破断载荷[kN]Chain 1871516252Chain 21002008315Chain 31112469650Chain 412229811365Chain 5132********多风机-共享系泊系统布置型式9多海况、全浪向仿真全浪向仿真Hs Tp Uc -m/s m s m/s -海况18.0 2.539.85 1.0工作海况211.4 3.1010.10 1.0工作海况324.0 5.6911.23 1.0工作海况440.09.7712.95 1.0停机p 针对单风机和多风机-共享系泊系统进行多海况、全浪向仿真 - 多风机-共享系泊系统的主控海况与单风机一致，都为极端停机海况（LC4） - 危险工况为60度入射方向的极端停机海况- 相同海况下，共享系泊会造成水平回复刚度的下降10共享系泊缆敏感性分析环境参数：正向入射 LC 2: H s = 3.1m, T p = 10.1s, U c = 1m/s , U wind = 11.4m/s p敏感性分析n 随着共享系泊缆单位质量的增大，共享系泊和锚线的系泊张力也随之增大。
海上风电机组基础结构-第五章详解
5.1 浮式基础结构型式及其特点
5.1.3 半潜式基础
半潜式基础通过位于海面位置的浮箱 来保证风电机组在水中的稳定，再通 过辐射式不知的悬链线来保证风电机 组的位置。 半潜式基础的浮箱平面尺寸较大，高 度较小，依靠浮箱半潜于水中提供浮 力支撑，浮箱平面尺寸足够大，以保 证风电机组抗倾稳定性。
可分为Spar式、张力腿式和半潜式三种结构型式。 5.1.1 Spar式基础 Spar式基础的上部主体是一个大直径、大吃 水的具有规则外形的浮式柱状结构，主体中 有一个硬舱，位于壳体的上部，用来提供平 台的浮力。中间部分是储存舱，在平台建造 时，底部为平衡稳定舱。 当平台已经系泊并准备开始生产时，这些舱 则转化为固定压载舱，用于吃水控制。中部 由系泊索呈悬链线状锚泊于海底。系泊索由 海底桩链、锚链和钢缆组成。锚所承受的上 拔荷载由打桩或负压法安装的吸力式沉箱来 承担。
5.1 浮式基础结构型式及其特点
张力腿式基础
张力腿式基础是利用绷紧状态下的锚索产生 的拉力与平台的剩余浮力相平衡的。
张力腿式基础也是采用锚泊定位的，但与一 般半潜式平台不同，其所用锚索绷紧成直线， 不是悬垂曲线，钢索的下端与水底不是相切 的，而是几乎垂直的。用的是桩锚（即打入 水底的桩为锚）或重力式锚（重块）等，不 是一般容易起放的抓锚。
5.2 浮式基础的一般构造及设计要点
锚链系统
锚固系统的弹性程度取决于锚链的重量和预紧力，得到最佳的预紧力
并选取相应的锚链规格，应按不同组合进行模型试验，记录相应峰值，
然后通过综合分析，确定最大链力Fmax 。 最大链力确定后，可以计算出所需锚链的长度；对于搁置于水平海底
上的锚链长度，可按下式计算：
海上风电项目的基础工程设计与建设方案
海上风电项目的基础工程设计与建设方案海上风电项目是利用海上的风能资源，通过建设风力发电设施来实现清洁能源的生产。
这种项目对于保护环境、减少温室气体排放以及推动可再生能源的发展具有重要意义。
基础工程设计与建设方案是海上风电项目的关键步骤，它涉及到项目的可行性、安全性、经济性等方面的考虑。
首先，基础工程设计应该重点考虑项目的可行性。
在海上风电项目的选择和设计过程中，需要对海域风能资源进行详细的测量和评估。
通过风向、风速、风场分布等数据的分析，确定最适合建设风电场的海域区域。
此外，还需对海域地质特征进行综合评估，确保海底地质条件适宜建设风力涡轮发电机的承载。
其次，基础工程设计应注重项目的安全性。
由于海上风电项目建设在恶劣海洋环境中进行，考虑海浪、风暴、潮汐等因素对设施的影响至关重要。
设计方案应该充分考虑设施的抗风能力、抗浪能力、抗倾覆能力等。
通过合理的结构设计和建设材料的选择，确保风电设施在面临极端天气条件时的稳定性和安全性。
此外，基础工程设计还需考虑项目的经济性。
风电项目的建设和运维成本是考虑项目可行性的重要因素。
基础工程的设计应该尽量降低材料成本、施工成本和运输成本，提高建设效率和设施的使用寿命。
合理的设计方案还应该考虑项目的可持续性发展，通过优化布局、增加装机容量等方式提高发电效率和经济效益。
基于上述考虑，一个典型的海上风电基础工程设计方案可以包括以下几个主要步骤：1.项目区域评估：对目标海域进行风能资源的调查和评估，确定最适合建设风电场的区域。
同时，进行地质勘探和地质特征的分析，评估地底条件适宜性。
2. 设计方案：根据风能资源和地质评估结果，设计合理的基础工程方案。
考虑到海上环境的特殊性，结构设计应具备良好的抗风抗浪能力，同时确保施工和运维成本的合理性。
3. 施工模拟与优化：借助现代建模技术，对基础工程的施工过程进行模拟和分析，寻找最佳施工方法和流程。
通过优化方案，提高施工效率和质量。
4.可持续性发展考虑：考虑到海上风电项目的长期运营，设计方案应注重设备的可持续性和维护保养的简便性。
漂浮式海上风电机组基础及系泊系统设计导则
漂浮式海上风电机组基础及系泊系统设计导则漂浮式海上风电机组是一种利用风能发电的装置，它可以在海上进行安装和运行。
为了确保机组的稳定性和安全性，需要设计合适的基础和系泊系统。
本文将介绍漂浮式海上风电机组基础及系泊系统的设计导则。
一、基础设计导则1. 基础类型选择：根据海洋环境条件和机组规模，选择合适的基础类型，常见的有浮式基础、半浮式基础和沉管基础等。
浮式基础适用于较浅的海域，半浮式基础适用于中等深度的海域，沉管基础适用于深海。
2. 基础材料选择：考虑到海水的腐蚀性和机组的重量，基础材料需要具备良好的耐腐蚀性和强度。
常见的基础材料有混凝土、钢材和复合材料等，选择合适的材料可以提高基础的稳定性和耐久性。
3. 基础形状设计：基础的形状设计应考虑到机组的重心和风力对基础的影响。
合理的基础形状可以减小基础的倾斜和摇晃，提高机组的稳定性。
常见的基础形状有圆形、方形和多边形等。
4. 基础固定方式设计：基础的固定方式有锚链固定、钢缆固定和锚桩固定等。
选择合适的固定方式可以提高基础的稳定性和抗风性能。
同时，还需要考虑到基础的安装和维护便捷性。
二、系泊系统设计导则1. 系泊系统类型选择：根据基础类型和海洋环境条件，选择合适的系泊系统类型。
常见的系泊系统类型有单点系泊、多点系泊和主动控制系泊等。
单点系泊适用于浅海区域，多点系泊适用于中等深度的海域，主动控制系泊适用于深海。
2. 系泊系统材料选择：系泊系统的材料需要具备良好的耐腐蚀性和强度。
常见的系泊系统材料有钢材和合成材料等，选择合适的材料可以提高系统的耐久性和可靠性。
3. 系泊系统布置设计：系泊系统的布置设计应考虑到基础的形状和机组的重心。
合理的布置设计可以减小系泊系统的摆动和张力，提高机组的稳定性。
同时，还需要考虑到系统的安装和维护便捷性。
4. 系泊系统参数计算：根据机组的重量、风力和海洋环境条件，计算系泊系统的参数，包括锚链长度、钢缆长度和系泊点位置等。
合理的参数计算可以确保系统的稳定性和抗风性能。
漂浮式风机系泊锚固系统的发散思维以及规避方案思考-概述说明以及解释
漂浮式风机系泊锚固系统的发散思维以及规避方案思考-概述说明以及解释1.引言1.1 概述随着全球能源需求的不断增长和对可再生能源的迫切需求，风力发电已成为一种受到广泛关注的清洁能源形式。
漂浮式风机系统是一种新型的风力发电系统，其具有适应水深大、地形复杂等特点，因此备受关注。
然而，在漂浮式风机系统的运行过程中，系泊锚固系统往往扮演着至关重要的角色。
系泊锚固系统如果设计不当或者遇到意外情况，可能会导致风机系统出现不稳定或者更严重的意外。
因此，对于漂浮式风机系泊锚固系统的发散思维和规避方案的探讨具有重要意义。
本文将介绍漂浮式风机系统的基本情况，分析目前系泊锚固系统存在的问题，并通过发散思维和规避方案的探讨，为提高漂浮式风机系统的安全性和可靠性提供思路和建议。
1.2 文章结构文章结构部分主要包括以下内容：1. 引言：介绍文章的背景和研究意义，阐述漂浮式风机系泊锚固系统的重要性和存在的问题。
2. 正文：分为三个部分，分别是漂浮式风机系统介绍、系泊锚固系统问题分析以及发散思维与规避方案探讨。
通过对漂浮式风机系统的介绍，了解其组成和运行原理；分析系泊锚固系统存在的问题，比如锚链断裂、锚固点移动等；最后，探讨如何通过发散思维来寻找创新的解决方案，并讨论如何规避这些问题。
3. 结论：总结漂浮式风机系泊锚固系统的发散思维，强调规避方案的重要性，并提出未来的展望和建议，为该系统的改进和发展提供参考。
1.3 目的本文旨在探讨漂浮式风机系泊锚固系统的发散思维以及规避方案，通过深入分析漂浮式风机系统的特点和存在的问题，提出创新性的思考和解决方案。
同时，通过本文的研究和讨论，旨在为相关领域的研究人员和工程师提供思路和启示，促进漂浮式风机系泊锚固系统的持续发展与完善。
通过本文的研究，希望能够为提高风机系统的稳定性和安全性提供一定的参考和指导。
2.正文2.1 漂浮式风机系统介绍漂浮式风机系统是一种利用海上风能发电的系统，通过将风机安装在浮动平台上，可以在海域中进行发电。
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漂浮式海上风电机组基础及系泊系统设计导则
以漂浮式海上风电机组基础及系泊系统设计导则为标题
随着对可再生能源的需求不断增加，风能作为一种清洁、可持续的能源形式受到了广泛关注。
而在海洋中，海上风电机组成为了一种重要的风能利用形式。
相较于陆上风电机组，海上风电机组具有更稳定的风能资源、更大的发电潜力和更少的环境影响。
在海上风电机组中，漂浮式风电机组由于其灵活性和适应性而备受瞩目。
本文将就漂浮式海上风电机组的基础及系泊系统设计进行探讨。
1. 漂浮式海上风电机组基础设计导则
漂浮式海上风电机组的基础设计是确保机组稳定性和安全性的关键。
首先，基础设计要充分考虑海洋环境的复杂性，包括海浪、风力和潮流等因素。
基础结构需要具备足够的刚度和稳定性，以抵抗海浪和风力的冲击。
同时，基础结构还需要具备良好的防腐性能，以应对海水的腐蚀。
基础设计还需要考虑到机组的安装和维护便利性。
基础结构应该能够支持机组的安装和维护，同时提供足够的空间和设施供人员操作。
基础设计还应考虑到环境保护因素。
在设计过程中要充分考虑到海洋生态环境的保护，避免对海洋生物和海洋生态系统造成过大的影响。
2. 漂浮式海上风电机组系泊系统设计导则
漂浮式海上风电机组的系泊系统是确保机组稳定性和位置控制的核心。
首先，系泊系统设计要充分考虑到风力和海流对机组的影响。
系泊系统需要具备足够的刚性和强度，以抵抗外力的作用。
同时，系泊系统还需要具备一定的伸缩性，以应对海浪和风力的变化。
系泊系统设计还需要考虑到机组的位置控制。
通过合理的系泊设计，可以实现对机组位置的控制和调整，以确保机组始终处于最佳的发电位置。
系泊系统设计还应考虑到安全性和可靠性。
系泊系统需要具备足够的安全保障措施，以应对异常情况的发生。
同时，系泊系统还需要具备一定的可靠性，以确保机组的长期稳定运行。
漂浮式海上风电机组的基础及系泊系统设计是确保机组稳定性和安全性的关键。
基础设计需要考虑到海洋环境的复杂性和机组的安装维护便利性，系泊系统设计需要考虑到风力和海流的影响以及机组的位置控制和安全可靠性。
只有在合理的设计基础上，漂浮式海上风电机组才能够充分发挥其潜力，为人类提供更多清洁、可持续的能源。