海上风机基础环锚固性能有限元分析

目前福建海域海上风电机组嵌岩机位的基础常采用大直径单桩和高桩承台两种形式,由于大直径单桩基础嵌岩施工设备国内较少,因此有较多海上施工经验和施工船舶设备的高桩承台基础成为具有较高施工可靠性的基础型式。文中海上风机通过预埋在混凝土承台中的基础环将上部风机荷载传递给整个高桩承台基础,基础环是保证结构安全性的重要节点结构。一些陆上风电场中同样采用预埋基础环的风机基础,出现了因基础环晃动导致风机停运的事故,需要后期采用加固措施。海上风电机组的运行和维护条件比陆上更恶劣,一旦出现基础环锚固失效问题造成的经济损失更大,后期采用加固措施将更加麻烦且难以保证质量。因此,研究基础环结构在海上高桩承台基础中锚固机理,对于上部风机荷载有效地传递给风机基础,保证风电机组运行的安全性和可靠性具有重要意义。     

冰区海上风电场工程抗冰结构设计与分析

冰区海上风电场抗冰结构的设计与分析是海上风电产业发展亟待解决的关键问题。依托渤海冰区某拟建海上风电场,根据工程海域冰情条件设计了适用于该场区海上风机超大直径单桩基础的抗冰结构,并采用三维有限元法从静冰力角度计算分析了不同水位、有无加装抗冰结构工况下风机基础的应力变形规律。结果表明,海上风机抗冰单桩基础的最大等效应力和极值静位移较普通单桩基础均大幅降低,说明抗冰风机基础平台的设计是合理有效的,证明了三维有限元法在冰区海上风电工程应用中的可行性。计算成果可为同类海上风电场的设计提供参考。     

海上风电大直径单桩沉桩疲劳分析

由于海上环境的复杂性,风机基础易发生疲劳破坏,沉桩疲劳是其疲劳的主要来源之一.随着海上风电机组单机容量增大、离岸距离和水深增加,如何准确评估沉桩疲劳成为海上风电场工程设计的一个重点和难点,目前对沉桩疲劳的影响主要是基于经验,缺少系统的研究.以山东渤海海域某拟建海上风电场为例,运用基于一维弹性应力波传递理论的GRLWEA...     

单桩式基础应用于我国海上风电的可行性探讨

结合国外海上单桩式基础建设成果,对比我国浅海地区地质地貌条件,分析得出单桩式基础优于其他基础形式,更加适用于我国浅海海域的风电开发。通过借鉴江苏如东潮间带风电场二期单桩基础建设经验,对单桩基础在我国海上风机建设的可行性与适用性进行了论述。通过对荷载、设计方法、桩基制作能力、施工方案的全面分析,阐述了该种基础形式在我国应用的可行性,为未来我国大规模海上风电建设提供有益参考。     

单桩式基础应用于我国海上风电的可行性探讨

结合国外海上单桩式基础建设成果,对比我国浅海地区地质地貌条件,分析得出单桩式基础优于其他基础形式,更加适用于我国浅海海域的风电开发。通过借鉴江苏如东潮间带风电场二期单桩基础建设经验,对单桩基础在我国海上风机建设的可行性与适用性进行了论述。通过对荷载、设计方法、桩基制作能力、施工方案的全面分析,阐述了该种基础形式在我国应用的可行性,为未来我国大规模海上风电建设提供有益参考。     

海上风电PHC高桩承台基础静力分析实例

为研究海上风电预应力高强度混凝土（PHC）管桩承台基础的静力特性,文章以越南某近海风电场风机基础为例,基于国内外海上风电风机基础规范标准,运用非线性有限元分析理论,通过非线性弹簧模拟桩-土之间的非线性相互作用,采用Morison方程计算波流荷载,对PHC高桩承台风机基础进行静力计算分析。结果表明：PHC高桩承台风机基础方案的自振频率在布置合理的情况下可以避开整机自振频率限制范围,各项指标满足现行标准要求。     

海上风电单桩基础冲刷防护方案设计与应用

单桩基础的冲刷及冲刷防护方案的选择,对海上风电场安全稳定运行和降低运维成本具有重要意义.分析 单桩基础冲刷机理及实际工程案例,介绍目前国内外常见的冲刷防护方案,提出基于人工礁技术的海上风电单桩基础 冲刷防护方案.首先介绍人工礁单个模块的基础结构,并结合单桩基础冲刷模型,提出人工礁链接技术.针对风机所 处的海洋水文和地质情况,对人工礁连锁块的结构形状进行优化比较.海上风电项目试验桩位的扫测结果表明人工礁 冲刷方案防护效果良好,基于人工礁的单桩基础冲刷防护方案在海上风电基础的防冲刷应用具有较好的推广意义.     

基于GRLWEAP的海上风电场超大直径桩基可打入性分析

随着海上风电机组单机容量增大、离岸距离和水深增加,如何科学有效地开展超长超大钢管桩可打性分析成为海上风电场工程设计及施工的重点和难点。以山东某拟建海上风电场为例,采用基于波动方程分析方法的GRLWEAP程序模拟海上风机超大直径单桩基础沉桩的动力学过程。计算结果表明,GRLWEAP程序可有效计算分析不同锤型下打桩过程中锤击数、桩身应力变化情况及可能出现问题,为工程桩锤的选型、沉桩难易程度的预判提供准确有效的指导。     

考虑运行维护需求的海上风能与波浪能联合发电非同期规划

随着海上风电的规模化发展,海洋多能综合利用被广泛关注.在双碳战略背景下,探索在海上风电场内增设波浪能装置的可行性意义重大.提出一种考虑运行维护需求的海上风能与波浪能联合发电的非同期规划模型与优化方法.考虑海上风电场停机检修的用电需求,在现有海上风电场内增设波浪能发电装置;分析海上风机位置、运行维护及船只靠泊防撞等工程需求,优化波浪能装置布局.评估海上风能与波浪能的联合布置方案,最终得到综合考虑经济性、可靠性的优化方法.算例研究结果表明,采用联合发电的规划模型与优化方法可在保证联合发电可靠性的同时,有效提升联合发电经济效益及风机运行维护的便利性.     

海上风电风机基础初步设计及数值分析

以某300 MW风电场项目为研究背景,利用ANSYS通用有限元分析软件,实现了高桩承台和导管架2种风机基础结构的数值模拟。针对桩土相互作用采用p-y曲线法,对高桩承台和导管架基础进行数值分析,给出相应的计算过程和结论。结合实际工程算例,针对2种风机基础进行计算,为海上风电高桩承台基础和导管架基础设计、施工提供了理论依据和参考资料。     

基于部件成本分析的风电场机型优化选型

本文鉴于以往风电场风电机组选型方法受制于机型资料的丰富程度和各厂商的报价策略限制，难以充分发挥风电场最大资源禀赋的问题。基于风机部件成本研究，在传统风电场经济性评估模型的基础上，将风资源、风电机组成本以及风电场附属成本及施工成本进行关联衔接，建立基于部件成本的风电场技术经济分析模型。     

我国第一座大型海上风电场首台风机安装成功

3月20日,国家海上风电示范项目、上海市重大工程——东海大桥10万千瓦海上风电场首台3MW风机整体安装成功,标志着我国第一座大型海上风电场建设进入了风机安装阶段。     

用于无功补偿的海上风电场等值模型

基于单台风机动态模型组成的整风场传统动态模型是一个高阶模型,难以进行功率传输数据的处理和无功补偿容量的计算,为此提出了一种新型的适用于无功补偿的海上风电场等值建模方案。根据国家标准GB/T 19963—2011《风电场接入电力系统技术规定》的要求,结合海上风电系统的运行特点,将风电机组等效为电流可控的恒压功率源,考虑变压器的无功损耗是关于视在功率的线性系统对多机系统中变压器做叠加等值,根据实际风电场与等效风电场的功率传输特性相同的原则将集电系统等值为单条支路,建立适用于无功补偿方案设计的海上风电场的等值模型,并对一个具体的海上风电场进行PSCAD仿真分析,结果表明所建立的海上风电场等值模型是可行的,与传统海上风电场动态模型相比,该等值建模方案简单实用,适用于海上风电场无功补偿。     

海上风电场经交流海缆送出高频谐振高效实用化分析方法及其工程实践

2022年,国内某经交流电缆送出的海上风电场发生了高频谐振引起风机脱网事件,谐振频率超过现有标准规定的评估范围。针对海上风电场经长距离交流海缆并网产生的高频谐振现象,提出一种高效实用化的阻抗分析方法,并针对此次事件开展详细的频域仿真分析。采用硬件在环仿真与离线仿真相结合的手段开展风电机组阻抗特性建模,对风电机组变流器进行硬件在环阻抗测试,并在离线仿真平台中实现阻抗数据拟合。考虑了海底电缆的结构尺寸,在离线仿真平台中采用依频模型对其进行详细建模,模型精度满足海上风电场的谐振分析需求。搭建海上风电场场站模型,通过与现场多种工况的高频谐振复现测试结果进行对比,验证了所用分析方法的有效性,并开展阻抗特性整改措施仿真研究,为工程实践提供重要参考和指导。     

基于自启动系统的海上风电并网技术

针对目前海上风电项目建设存在并网周期长的问题,提出了一种自启动的风机并网方法,并基于该方法开发了一套风机并网调试自启动装置。该装置可以安装在海上升压站平台上,在大电网电源送达海上升压站前,通过海缆为风机提供稳定电源,在此期间提前完成风机各项调试与并网工作。待正式电源送达海上升压站后,风机直接并网,大幅缩短海上风电项目建设工期,帮助风机提前并网发电,创造可观的经济价值,并能够加速清洁能源并网,助力“碳达峰,碳中和”的能源环境战略目标实现。目前,该技术已在江苏如东多个海上风电场落地应用,现场试验数据验证了研制系统和所提方法的先进性与有效性。     

东海大桥海上风电场风机地基基础特性及设计

东海大桥海上风电场是亚洲第一座大型海上风电场,其风机基础同时具有海洋结构工程、高耸结构基础、动力设备基础和复杂软土地基基础四种显著工程特性,地基基础设计成为该工程的关键技术难题之一。介绍了该工程风机地基基础设计内容,重点分析了海上风机地基基础特点及海上风机基础与地基非线性动力相互作用、风机—塔架—地基—基础系统动力模拟分析、基础结构疲劳分析等设计技术关键。     

开展SF6气体净化回收和再利用工作

据《新民晚报》2009年9月8日报道：东海大桥海上风电场首批3台风机于9月4日21时15分正式并网发电。东海大桥100MW海上风电示范项目正是国家发改委在2008年5月核准的我国第一个大型海上风电项目。东海大桥海上风电场由34台单机容量为3MW的风电机组组成,设计年发电利用小时数2642h,年上网电量2．67亿kW·h。东海大桥海上风电场工程技术人员克服了重重难关,实现了两个“首创”：一是采用了世界首创的风机高桩承台基础设计。     

海上风场出力变化对电力系统电压影响

针对沿海大规模风电场集中接入负荷中心电压偏高和波动过大问题,笔者以电力系统仿真软件PSD-BPA为平台,在现有陆地风电场基础上建立了考虑集电海缆的海上风电场几种模型,分析了集中模型、陆地风电模型、陆地及海上风电模型下风电出力波动对沿海某局部电网静态电压的影响,并以陆地及海上风电模型为例,提出了风机和SVC协调控制策略.分析结果表明,海上风场近区电压水平整体偏高,电压波动受风电影响较大,风机和SVC协调控制策略能较好地解决海上风场近区存在的电压问题。     

国家电投首个海上风电示范项目并网发电

正滨海北H1#100兆瓦海上风电场创造了国内海上风电建设速度最快、造价最低的新纪录,大大提升了海上风电的发展效益。本刊讯日前,国家电投首个海上风电示范项目——江苏公司滨海北H1#100兆瓦海上风电场最后一台风机顺利并网发电,标志着国家电投海上风电开发建设取得重大突破,将为集团公司进军深蓝海域     

海上风电场降低成本前景分析

目前,海上风电场的经济效益比陆上风电场稍逊一筹。为加强海上风电场的竞争力,迫切需要大幅降低成本。海上风电场大约70%的成本来自于最初的投资成本,包括风机、海上地基、内部和外部电网安装和连接等等。文章分析了海上和陆上风电的技术发展和成本要素,并参考了海上油、汽开发以及高压海底输电的工程信息,肯定海上风电场的成本是可以降低的。分析了影响成本降低的主要因素;提出在不同的增长设想下,到2020年海上风电场的投资成本将降低25%～39%。