浅析海上大容量风电机组安装工程技术

2021年国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》的通知,海上风电的开发与利用将大幅增加。2022年迎来了海上风电平价时代,机组“大容量化”是必然的趋势。主要通过近年来国内大容量海上机组的安装技术进行分析,推选成本、工期等最优的解决方案,可为大容量海上风电机组的安装提供参考和借鉴。     

海上风电机组主要机械故障机理研究

分析了海上风电机组三种维修方案的优缺点,表明采用在线检测更加经济.对风机叶片发生故障机理进行了分析,并建立数学模型.分析了齿轮箱、发电机及液压系统机械故障机理,为在线检测提供理论参考.     

大容量海上风电机组单叶片吊装技术研究

结合福清兴化湾海上风电场二期项目,对GW175/8MW大容量海上风电机组水平式单叶片安装与MySE8.0-180海上风机非水平式单叶片安装流程与施工控制的相关问题及实施控制的对比分析,探索了大容量海上风力发电机组单叶片吊装对风速、盘车系统、揽风系统、吊机性能等方面的要求。     

海上风电机组基础浪致疲劳分析

给出了海上风电机组基础波浪荷载导致的疲劳损伤计算方法。基于随机波浪理论,依据海浪谱将随机波浪转换为一系列线性波的组合,由Morison方程计算得到波浪荷载并进行线性化。根据线性波浪荷载作用下结构的动力分析,求得结构响应并计算得到频域范围内的结构应力传递函数。根据海浪谱和应力传递函数,进而得到结构的热点应力谱。由某海域的海况分布,依据Miner线性累计损伤准则,通过假定结构长期热点应力分布为短期Rayleigh分布的组合,计算得到结构在设计周期内的累计疲劳损伤。以某单桩基础为例,验证了计算方法的可行性。计算方法对海上风电机组基础的浪致疲劳设计具有参考价值。     

海上风电场风电机组的尾流控制

海上风电场的发电量决定了工程效益,而海上风电场由于工程投资大,提高发电量对工程收益率的影响尤为显著.在海上风电场设计和运行中,通过控制和减小风电机组的尾流,是增加发电量的有效途径之一.影响海上风电场风电机组尾流的主要因素有：粗糙度、风能资源、选用的机组型式及其布置等,本文结合海上风电场的特点及工程设计经验,分析风电机组尾流与上述影响因素的关系,研究减小机组尾流的方法,以实现减少尾流影响后发电量最大化,为海上风电场的设计及运行管理提供借鉴.     

大容量海上风电机组叶片吊装工艺分析 ——基于福清兴化湾海上风电样机试验风场

通过对福清兴化湾样机试验风场叶片三种吊装工艺特点、性能的归纳、总结与分析,并比较了不同的叶片吊装工艺的优缺点,研究表明,随着风机容量的增大和向深远海域的发展,单叶片吊装方法将是国内未来深远海域大型海上风机的吊装发展方向。另外,在具有良好的预拼装码头及出运能力的近海项目中,兔耳式吊装也是可选的方案之一。     

天津渤海湾海上风电勘察问题分析与探讨

海上风电是可再生能源的重要组成部分,“十四五”以来全国多地先后出台政策,海上风电迎来了新的发展机遇。通过分析场区工程地质特点,对渤海湾海上风电勘察过程中遇到的问题进行了分析,从而为渤海湾海上风电勘察工作提供一定指导依据,有利于提高工程建设安全性。     

基于自编码网络的海上风电机组典型故障诊断方法

当前海上风电机组故障诊断大多只利用SCADA系统数据或振动监测系统数据中一种数据源,诊断精度较低。为此,提出一种基于自编码网络的海上风电机组典型故障的数据融合诊断方法。首先,采用自编码网络分别对SCADA系统数据和振动监测数据的故障特征降维,并将二者融合。然后,采用两类故障特征融合的深度自编码网络故障诊断模型对典型故障进行检测及分类。最后,通过实际运行案例验证了本文提出的深度自编码网络故障诊断模型的有效性。     

海上风电机组安装概述

介绍了海上风电场建设概况、建设基本流程、海上风电机组的主要安装方式、国内外主要的海上风电机组安装企业及安装设备性能参数.     

风电：能源“黑马”——2005年全球风电市场又创新高

2005年的全球风能产业又创新高，据2006年2月17日全球风能协会（GWEC）公布的数据，2005年全球新装机组容量达11769MW，这表明全球市场年增长43．4％（前一年新装机组容量达8207MW）。目前全球风电机组的累计安装总量达到59322MW，与2004年相比增长了25％。这些新安装设备的总价值超过120亿欧元（折合140亿美元）。     

海上漂浮式风机发展调研及分析

经调研全球各地海上漂浮式风机的发展历史、现状,总结分析了现有不同漂浮式风机基础平台型式的结构特点及相关特性,对已经开发、正在开发和将要开发的漂浮式风电场进行了汇总分析,通过技术进步和削减建造成本提高竞争力,加强浮式风机领域的技术研究,以期在漂浮式技术方面跻身世界前列。     

大型海上风机施工短暂工况下的模态分析

海上风电建设中常因异常气象干扰发生施工中断,出现叶片延期安装等施工短暂工况,需重视此类工况下机组的结构安全。依托某海上风电工程,提出了一种机组整体建模方法,采用Block Lanczos法对机组展开模态分析,研究了各施工短暂工况下机组自振特性,并分析了机舱对机组自振频率的影响。数值分析结果表明,在风轮延迟安装工况下,机舱转动惯量及偏心对结构高阶模态影响较为明显;相比于整机工况,各施工短暂工况下,结构模态自振频率均出现较明显提高,不存在波浪荷载激励下的共振风险。     

10 MW海上风力发电机组风轮吊装技术研究

海上风机叶片吊装工艺分为风轮整体吊装和单叶片与轮毂单吊装两种工艺。以福清兴化湾海上风电场二期项目为例,针对10 MW海上风电机组风轮吊装技术问题,成功探索了叶片起吊、风轮组拼、叶轮起吊翻身、叶轮对接等重难点控制及安装施工技术参数,为后续10 MW+大容量海上机组吊装施工提供了技术参考。     

p-y曲线法在海上风电基础桩土作用计算中的适用性研究

p-y曲线能够反映桩土非线性特征,是API,DNV等规范推荐的一类桩-土相互作用分析方法,其计算公式是根据现场试桩数据归纳所得,但多为3 m直径以内的试桩,对于直径4~6 m甚至更大的海上风电单桩基础结构而言,p-y曲线法的适用性值得商榷。然而,直接针对这类大直径单桩进行现场试验来获取p-y曲线并对规范推荐公式进行验证或修正难度较大,为此,采用数值仿真技术,通过有限元模拟,对p-y曲线法的适用性进行了计算和分析。结果表明,规范给出的p-y曲线用于海上风电大直径钢管桩桩-土仿真分析误差较大。     

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。     

陆上风电场2.5MW及以上风电机组发展综述

主要分析中国陆上风电场2.5 MW及以上单机容量的风电机组技术发展趋势与市场发展前景。对主流风电机组生产商大容量风电机组的技术特点、机型类别与市场成熟度等方面进行综合比较分析,重点分析大容量风电机组目前面临的问题与挑战,并对适用于中国陆上风电场的大容量风电机组的发展前景进行展望。     

海上张力腿风电平台结构水动力特性研究

采用高阶边界元法建立数值模型,开发了风、浪、流耦合作用时域程序,在时域内对不同风、浪、流入射工况下张力腿平台风机支撑结构的水动力特性进行研究.计算结果表明:风荷载对张力腿风机结构的作用力与波、流作用力同样显著,风、浪、流耦合荷载最大值大于波流力最大值,以风荷载为主要荷载进行风浪流组合得到的计算结果偏安全.     

基于AR模型的海上风机脉动风速时程模拟

为分析海上风机支撑结构及叶片的风振动力响应特性,基于线性滤波法中自回归AR模型,采用Kaimal脉动风速功率谱编制了具备时空相关特性的MATLAB脉动风速时程模拟程序;针对江苏如东黄海海域某4 MW级风机塔筒、叶片等结构进行了实例分析,得到结构表面各控制点模拟脉动风速时程曲线,并结合计算功率谱与目标谱进行对比验证;利用TurbSim软件对自编程序计算精度和效率进行比较。相关计算结果表明该程序简单易操作,所需参数较少;虽无法考虑湍流强度,但具有适用多种风机结构的优点;同时整体模拟效果良好,可有效解决风荷载输入问题。     

海洋风电产业发达国家产业发展政策及经验探讨

作为一种应用前景乐观的新兴可再生清洁能源,海洋风能已受到国际能源界的日益重视。海洋风电产业发达国家风电开发实践,值得中国借鉴。以对比的方法,总结了国外海洋风电产业发展在能源目标、风电政策、市场调整等方面的成功经验,指出了中国海洋风电产业中存在的问题。