近海风电专用安装船概述

介绍了世界上已建与待建的各艘近海风电专用安装船。阐述了非专用安装船的缺陷及研制专用安装船的意义。     

海上风电设备安装船的崛起和发展

本文对国内外海上风力发电现状以及风电设备安装船的需求作了阐述,并提出一型风电设备安装船供参考。     

海上风电机组安装船桩腿外载荷计算及强度分析

应用经验公式计算风电机组安装船风、流载荷,三维势流理论计算波浪载荷,将得到的风、浪、流环境载荷平均分配到单个桩腿。应用MSC．PATRAN—NASTRAN软件建立桩腿结构有限元模型,选取两种作业工况,分别施加边界条件及外载荷,作桩腿强度分析。计算结果表明,两种工况下,桩腿结构设计均满足强度要求。     

海洋风电安装船技术现状与发展动态

从海洋风电安装工艺、风电安装船类型、关键技术研究现状等方面,阐述海洋风电安装船技术现状和最新发展动态。为应对海洋风电工程不断向深海、远海扩张,多功能集中、承载能力强、稳定性高、定位精度高、环境友好型的自航自升式风电安装船将得到快速发展。     

海上风电机组构成、安装方式及典型安装船型

介绍了海上风电机组的主要构成,归纳了海上风电机组采用的类似固定式海洋平台的基础形式及不同基础形式适应的水深范围,阐述了海上风电场的布置形式和风电机组的安装方式,介绍了三种用于安装海上风电机组的典型船型.并总结此三类船型的适应海上风电机组安装的共同特点.     

海上风电制氢关键技术及突围路径

海洋可再生能源非常丰富,但能量难以储存。利用海上可再生能源发电制备绿氢,可为绿色能源的储存提供全新的思路。本文主要分析了海上风电制氢关键技术,详细论述了海上水电解制氢技术、海上氢能储运技术、海上制储氢装备设计以及海上制储氢方案4个方面,并对国内海上风电制氢关键技术进行了对比与总结。在此基础上提出了相关对策和建议,为我国海上风电制氢技术与装备的创新发展提供参考。     

海上风电测风塔的选型

风资源的获取与评估是风电前期投资的一项重要工作.作为海上风电,需要动用船舶、浮吊等海上工程机械,施工局限性大,成本高.对目前国内外已经使用的各种测风塔进行了比较,分析了各种测风塔的优缺点,选出适用于海上风电的测风塔塔架和基础形式,为海上风电的开发提供了理论指导.     

海上风电制氢经济评价模型及关键影响参数

全球绿色低碳转型正在加速,多国聚焦可再生能源制氢技术,大力培育绿氢产业。其中海上风电制氢技术具有项目规模大、产能优势明显、毗邻水源地、制氢原料充足等优势,越来越受到各国的关注,但过去对该技术方案经济性的研究多局限于欧洲区域,结论具有局限性。为此,以中国广东省海域某海上风电项目为例,按照输电方式、售电比例、制/输氢技术等设计了5种方案,并计算了不同方案的项目内部收益率（IRR）和平准化制氢成本（LCOH）,进而剖析了风场规模、离岸距离、制氢技术、氢气售价等多个敏感性因素对关键指标的影响程度。研究结果表明：(1)离岸距离是决定项目开发方案的关键因素,当离岸距离小于100 km时,采用交流输电技术的并网发电方案IRR最高,当离岸距离超过150 km时,离网制氢方案IRR整体更优;(2)对比不同离网制氢方案,海上制氢配合专用管道输氢模式,无论在IRR还是LCOH方面始终优于岸上制氢模式,两者的经济性差距随离岸距离的缩小而收窄。结论认为,提升项目规模、提高氢气售价、减少或不使用储氢设施以及采用碱性电解槽可以大幅提升海上风电制氢项目的经济性,使LCOH低于22.5元/kg,基本具备市场竞争条件。     

基于CREAM方法的海上风机安装人因可靠性评估

采用认知可靠性和差错分析法（Cognitive Reliability and Error Analysis Method,CREAM）对固定式海上风机安装作业的人因可靠性进行评估,并引入结构熵权法和马尔可夫方法对传统CREAM进行改进,实现人因差错概率、平均人为差错时间等人因可靠性指标的定量计算。在充分结合现实条件的情况下,考虑海上风机安装的天气、海浪和操作水平等环境和人为因素的影响,针对固定式海上风机安装作业的要求和特点,结合作业人员可靠性评估结果,从操作素质、组织管理、环境改善等方面提出发展建议。     

海上风电齿轮箱故障诊断方法

提出通过监测海上风机齿轮箱油液磨粒的方法来判断齿轮箱的运行状况。基于电感原理检测方法,根据铁磁和非铁磁磨粒的电磁属性不同,监测油液中最重要的磨粒参数。搭建试验台,进行半径为200μm、300μm、500μm、700μm的铁、铜磨粒试验检测,得到2种磨粒引起的电压变化为57.5 mV和-23.0 mV,273.0 mV和-109.0 mV,1 175.0 mV和-470.0 mV,以及3 500.0 mV和-1 400.0 mV。试验表明,基于电感原理的齿轮箱油液磨粒检测方法是可行的,可用电压和极性检测磨粒的大小和磁性,得到磨粒引起的线圈电压变化：波谷表示检测到的是非铁磁磨粒,波谷峰值电压对应检测磨粒大小;波峰表示检测到的是铁磁磨粒,波峰峰值电压对应检测磨粒大小。该方法不需要齿轮箱停机再进行检查,降低停机带来的经济损失,具有很高的工程应用价值。     

海上风电导管架结构受损评估与分析

以我国南海海域某施工船舶与海上风电导管架基础发生碰撞的事故为背景,结合当前海上风电导管架结构受损评估分析方法,采用有限元模拟的方式对受损导管架开展剩余强度分析、疲劳分析等研究,计算得到导管架结构受损前后各杆件、节点的应力情况,以及受损构件在疲劳载荷作用下受压、受拉工况的损伤值。结合相关行业规范,对计算结果进行讨论分析,综合评估导管架的受损情况,为下一步修复方案的制定提供依据。分析结果可为后续研究及实际工程提供参考。     

海上风机整体耦合疲劳分析影响参数

利用Python语言开发管节点热点应力集中因子（Stress Concentration Factor,SCF）计算模块、管节点疲劳应力时程计算模块,提出基于整体耦合模型的海上风机疲劳分析方法。以基于NREL 5 MW基础风机与NREL OC4导管架基础结构设计的样本风机为研究对象,开展典型疲劳工况下海上风机整体结构的动力反应分析。基于整体耦合疲劳分析方法,揭示耦合数值仿真模型非稳态初始反应、随机种子以及不同方向风浪作用下环境载荷耦合效应对管节点的疲劳累积损伤的影响,验证了将耦合数值仿真模型应用于海上风机结构疲劳计算的必要性。     

基于多源数据的海上风机结构响应特征

基于海上风机多源实测数据,包括塔筒及基础结构的动力响应数据、机组运行数据和现场环境数据,分析不同工况下风机结构响应的统计特征,得到环境和工况对结构响应的影响。结果表明：该风机结构的加速度响应以机舱坐标系侧向为主振方向;在风速达到额定风速时,加速度响应强度达到最大,随着风速进一步提高,结构加速度响应强度呈下降趋势;在停机状态、启停机过程和低转速运行工况下,塔筒顶部测点的加速度响应强度大于其他测点,而在变转速运行和额定转速运行工况下,塔筒中部测点的加速度响应强度最大。在进行海上风机结构振动监测时应重点关注风机塔筒顶部和中部的加速度响应特征变化。     

海上风电吸力桶结构分析

针对实际工程条件,创新性地设计一种全新吸力筒形式,并借助SACS软件构建综合考虑土壤影响的吸力筒导管架风机模型。在极端工况下,详细分析该结构的性能。结果表明,在外部极端载荷作用下,导管架结构可满足工程要求,确保结构的整体稳定。采用Abaqus软件对过渡段和吸力筒部分强度进行精确校核,计算结果表明两者的强度均满足设计和使用需求,具备足够的承载潜力和稳定性。分析表明新设计的吸力筒在复杂工程背景下表现出色,为类似工程的设计与优化提供了可靠参考依据,同时也丰富海上风电吸力桶基础的研究与实践。     

海上风电大直径植入型嵌岩单桩关键技术

针对软土覆盖层浅、基岩强度大的海上风电大直径植入型单桩基础嵌岩方案,建立桩-基岩-灌浆料模型,对植入型嵌岩单桩基础进行受力分析,分析结果表明单桩最大应力和灌浆料最大应力均满足极端情况下的风电基础设计要求。介绍钢管桩与岩孔间填充材料的选择、灌浆施工工艺,以及海上风电大直径嵌岩单桩风险点和解决措施。该技术对海上风电大直径嵌岩单桩的设计开发具有一定的启发作用。     

海上风机支撑结构设计分析研究

本文介绍了海上风机支撑结构的一般失效形式和设计分析方法,并以某一单立柱三桩的海上风机支撑结构为例,进行了最终极限强度计算、动力特性分析以及疲劳强度计算,并得到几个有益的结论。