海上风电基础结构疲劳寿命分析

针对海上风电基础结构疲劳损伤、疲劳寿命评价方法展开研究.区分疲劳荷载为单级疲劳荷载和多级疲劳荷载联合作用两种情况,考虑渐增型、往复型和正弦波型3种疲劳荷载作用方式,借助三桩导管架式海上风电基础,采用基于S-N曲线和Palmgren-Miner线性累计损伤法则的疲劳寿命估算方法对疲劳荷载作用下的结构疲劳损伤进行了计算,对结构整体寿命进行了评价;对单级疲劳荷载或多级疲劳荷载联合作用时,3种作用方式作用下的基础结构进行了疲劳分析,定义疲劳极限与疲劳荷载造成的应力水平的比值为安全系数,用以量化基础结构各部位或部件的抗疲劳能力,同时验证了加载顺序对于结构的锻炼效应.结果表明:基于S-N曲线和Palmgren-Miner线性累计损伤法则的结构疲劳寿命估算,其依托的应力水平是单独获得的,忽略了加载顺序的影响;渐增型、往复型及正弦波型3种疲劳荷载作用形式对结构疲劳寿命的影响渐趋恶劣;由高到低的加载顺序对结构造成的损伤比由低到高的加载顺序要严重.     

海上风电吸力式导管架施工效率提升创新与应用

长乐A区海上风电场作为国内首个水深超40 m、离岸距离超过40 km的海上风电场,大规模采用三筒吸力式导管架作为海上风电风机基础,对三筒吸力式导管架施工工艺进行创新与实践,提高了施工工效,降低了作业风险,丰富了海上风电领域吸力式导管架的施工经验,可供海上风电吸力式导管架基础应用提供参考。     

海上风电塔架-筒型基础结构流激振动响应分析

从海上风电塔架和基础结构的设计出发,首次通过简化风机叶片和轮毂,并考虑基础和地基的限制作用,建立简化风机-塔架-基础-地基整体模型,分析塔架-钢混组合结构筒型基础的振动特性,并研究该整体模型在风荷载下的流激振动响应状况。既验证了近海滩涂地区采用钢混组合结构筒型基础的可行性,又为海上风电塔架-基础结构的设计、安全鉴定提供重要的参考手段。     

海上风电场风机基础投资估算初探

海上风电场风机基础投资估算条件复杂多样。该文根据海上风电场投资估算编制现状,结合目前开展的海上风电场项目,分析风机基础的投资构成,并对定额的组成进行初步探讨,供参考。     

福建省海上风电场示范性项目海上测风塔基础设计

福建省海上风电场示范性项目海上测风塔是国内建设较早,也是省内第一座建成并开展海上测风工作的海上测风塔。基础设计时,通过对场地建设条件、施工难易程度及建设工期和投资等多方面的比较,确定采用钢管桩和钢筋混凝土承台的联合基础型式。该文对此进行了总结,供类似工程参考。     

海上风电场风机基础的选型设计

海上风能是一种清洁能源,有着广阔的应用前景,目前国内海上风电场的基础设计有待于进一步研究。以东海大桥海上风电场的基础选型设计为例,介绍了单桩、群桩、三角桩三种基础型式的结构计算,并结合施工条件和经济性进行综合比较。确定出东海大桥海上风电场的基础为大直径单根钢管桩基础型式。单根钢管桩基础以其自重轻、构造简单、受力明确,可为类似自然条件的海上工程提供参考。     

气浮筒型基础结构横荡及纵摇水动力系数研究

筒型基础作为一种新型的基础形式已经广泛的应用于海洋资源的开发。基于近海风电场快速建造的"大尺度筒型基础的浮运拖航"关键技术以及筒型基础作为边际油田开发的基础形式的研究背景,该文对海洋环境荷载作用下筒型基础的运动响应进行了相应的研究和分析。通过引入考虑气垫影响的无因次参数?处理筒内气水界面的非线性边界条件,并基于三维势流理论采用半解析法的特征函数展开和匹配渐进法得到气浮筒型基础结构的横荡、纵摇下辐射运动的基本规律。并以CBF-3-150海上风电复合筒型基础为例,应用上述理论,运用MATLAB编程平台编制计算程序,求解得出该结构的横荡、纵摇水动力系数。     

基于风险分析的海上风机基础安全性评价研究

海上风机基础是海上风机的重要组成部分,提出有效可行的方法评价海上风机基础的安全性意义重大。论文分勘察阶段、设计阶段、施工阶段和运营阶段详细阐述了影响海上风机基础安全性的有害因素。论文结合海上风机基础风险事故,提出了基于综合风险矩阵法和模糊层次综合评价的海上风机基础安全性评价方法,从而减小安全性评价的主观性,更加准确、定量地评价海上风机基础安全性。详细介绍了本文提出的安全性评价方法流程,简述了评价标准以及接受准则,并根据工程实例,建立层次分析模型,构建模糊关系矩阵,综合分析海上风机基础安全性。论文通过实例分析,验证本文提出方法的可行性及实用性。     

海上风电桩桶复合基础的竖向承载性能研究

海上风电桩桶复合基础是一种由单桩基础和桶型基础复合而成的新型海上风电基础,为探索其竖向承载性能,建立了三者的有限元模型。通过数值分析研究了基础竖向荷载与位移的关系,基础各部分对荷载的分担情况,不同竖向荷载作用下桩外侧摩阻力、桩外侧土压力、桩身轴力的分布规律,桩桶复合基础在竖向荷载作用下的破坏模式,几何尺寸对桩桶复合基础在竖向承载性能的影响。通过分析,揭示了竖向荷载作用下桩桶复合基础的工作机理,表明桩桶复合基础通过桩体与桶体的复合能够有效提高基础承载性能。     

冰激海上风机基础结构疲劳寿命评估

基于Miner线性疲劳损伤累积理论和材料S-N曲线,假定渤海海域冰厚和冰速服从耿贝尔逻辑模型,建立了冰激海上风机结构的谱疲劳寿命评估方法并总结了谱疲劳寿命评估流程,通过对目前海上风机常用的两种基础(单立柱三桩导管架基础和桁架式导管架基础)进行谱疲劳寿命评估,得出冰激单立柱三桩导管架基础和桁架式导管架基础的疲劳寿命分别为55.25年和86.81年,验证了方法的合理性。文章的研究对海上风机基础结构抗冰研究有一定的应用价值。     

鄱阳湖的风情及风浪特性浅析

文中叙述了鄱阳湖的风情,风浪特性及危害.分析了风在时空上的分布变化,湖陆风的基本特征.由于鄱阳湖地处中纬度,季风明显,每年6-8月为南风或偏南风,其他月均为北风或偏北风.影响湖面风浪的因素,主要是风,还有吹程和水深.风浪会直接影响湖区航运、农业、渔业生产和圩堤安全,给国民经济带来危害.大水面风还会引起增减水现象.     

不同风速谱激励下的风力发电机塔架风致响应及风振系数研究

为研究不同风速谱激励下,风力发电机塔架的风致响应,建立某兆瓦级风力发电机一体化有限元模型,基于经典随机振动理论对其进行风荷载作用下随机振动分析.得到了几种典型风速谱激励下风力发电机塔架位移响应功率谱密度.分析了不同风速谱激励对风力发电机风致脉动响应影响.根据Davenport峰因子取值法,讨论了不同保证率下的峰因子对风...     

低风速风电场风资源开发分析

低风速地区的风能开发已经成为当前中国风电开发的重要方向。然而,中国关于低风速风电场风能资源特点及计算过程中应考虑的重点问题却研究甚少。文章结合河南省荥阳风电场风资源分析过程,对低风速风电场风资源特点进行了简要剖析,希望对今后的低风速风电场开发提供借鉴和帮助。     

横梁风电场机组选型设计

根据横梁风电场的地形地质条件和风资源条件等基本资料,综合分析环境因素、机组厂家技术实力、工程的建设条件、建设时间等因素,对拟定的三种机型进行技术参数、年发电量分析比较,推荐了最优的海装H120-2 MW机型。     

垂直坡度地形风电场的风资源特性研究

为了准确评估垂直坡度地形风电场的风资源特性,选取了风电场内两个具有代表性的位置进行现场测风,对测风数据进行综合对比分析表明,如果来流风向上存在垂直或近似垂直的坡度地形,会对坡顶边缘位置的风速和湍流产生不利影响,而随着向腹地的深入,不利影响将逐渐减弱.因此,机位选址时,在主风向上应尽量避免选择垂直坡度地形的坡顶边缘位置,...     

基于等效平均风速的风力发电功率预测

目前应用风速气象数据预测风力发电功率的方法存在较大误差,难以满足工程应用的精度要求。文中基于能量守恒原理提出了风力发电机组等效平均风速的概念,并通过为期1年的现场实验分析得到等效平均风速与最大风速和平均风速的函数关系,由此提出了基于等效平均风速的风力发电功率预测方法,并与以往基于平均风速的风力发电功率预测方法进行了工程应用效果对比,表明基于等效平均风速的预测方法较基于平均风速的预测方法在预测精度方面有明显提高。     

浅谈风电场测风

风电场测风是风能开发中的一个重要环节,也是风能开发的前提和基础,它对风电场的设计、建设具有重大影响,做好风电场的测风对风能开发具有重要意义.为此,在总结风电场测风和风电场工程规划设计的工作经验的基础上,对风电场测风进行分析探讨,并就风电场测风中存在的问题提出认识和建议.     

基于相空间重构的风速和风功率超短期预测

风速为随机变化的量,风电机组的输出功率具有波动性,大量风电并网将会对电力系统的安全、稳定运行及电能质量带来严峻挑战,因此风电场的风速和发电功率预测在风电场的调度和管理中起着重要的作用。根据风速具有混沌特性,讨论运用C-C方法对混沌时间序列的相空间进行重构,并对某风电场10台机组的相空间进行重构,采用加权一阶局域预测模型,得到1 h内的短期风速预测值,利用功率曲线转换法得到每台机组的发电功率。经实例证明所提出的方法是可行和有效的。     

分时段及分方向风切变分析在风能资源评估中的应用

通过计算整体风切变指数、分时间段及分方向风切变指数,进而推求高层的风速及风能指标,并与实测数据进行对比。经实例分析,对于风切变日变化较为明显的测风塔,采取分时段推求所得的数据最优;对于风切变方向变化较为明显的测风塔,采取分方向推求所得的数据最接近真实情况。     

大型风电场的风能损失计算

大型风电场由于风机数量众多,各台运转的风机之间的相互干扰作用会影响风机的有功输出,从而造成风电场的风能损失。风能损失将直接影响风电场投入运行后的年度发电能力、发电计划安排以及风电场的运行控制。文中提出了一种新的迭代回归计算方法,可有效分离风机的正常输出和非正常输出,从而正确估算风机的理想输出曲线,并定量计算风电场的风能损失,可服务于已并网的大型风电场。最后,结合实际数据对某风电场的风能损失进行了计算和分析。