大型海上風(fēng)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性研究報(bào)告人：張生俊運(yùn)達(dá)能源科技股份有限公司運(yùn)達(dá)股份公司概況發(fā)，積極打造以新能源開發(fā)和碳排放管理為主的綜合能源管理企業(yè)，為20+機(jī)組在運(yùn)時(shí)間機(jī)組最長(zhǎng)在運(yùn)時(shí)間超20年50+風(fēng)電技術(shù)研究歷史中國(guó)最早從事風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究的企業(yè)深圳證券交易所上市3000+員工其中900余名研發(fā)和技術(shù)人員15,000+裝機(jī)全球超過(guò)一萬(wàn)臺(tái)的風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)業(yè)績(jī)標(biāo)準(zhǔn)制定國(guó)際、國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2023年度新增吊裝容量遼寧4GWt天津t河北0.9GW河北10GW江蘇9.1GW上海1.8GW浙江4.5GW福建5GW江蘇9.1GW上海1.8GW浙江4.5GW福建5GW臺(tái)灣廣西7.5廣西7.5GW廣東17GW海南12.3GW運(yùn)達(dá)股份作為浙江省規(guī)模最大的新能源制造企業(yè)、省屬裝備企省政府領(lǐng)導(dǎo)大力支持運(yùn)達(dá)股份作為浙江省屬企業(yè)積極投資開發(fā)浙江省區(qū)域的新能源項(xiàng)目。運(yùn)達(dá)股份作為省屬國(guó)資企業(yè)，浙江區(qū)域的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群的投資遼寧、山東、江蘇、廣西浙南、福建、粵東風(fēng)速無(wú)有有WD225-9/10WD236-10WD260-13WD225-9/10WD260-資本金收益率研發(fā)進(jìn)度：樣機(jī)生產(chǎn)抗臺(tái)型“海鷹”平臺(tái)機(jī)組功率等級(jí)：9~10MW年均風(fēng)速：7~9m/s研發(fā)進(jìn)度：批量交付抗臺(tái)型“海鷂”平臺(tái)機(jī)組.....支撐結(jié)構(gòu)載荷運(yùn)動(dòng)響應(yīng)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成本2023年中國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)6.3GW，連續(xù)六年居世界前列。隨著海本占比越來(lái)越高，目前已超過(guò)主機(jī)成本，支撐結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)息息相關(guān)，是影響支撐結(jié)構(gòu)成本的關(guān)鍵支撐結(jié)構(gòu)載荷運(yùn)動(dòng)響應(yīng)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成本8.阻尼對(duì)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)影響較大，支撐結(jié)構(gòu)阻尼按其來(lái)源可分阻尼。在載荷仿真分析時(shí)，氣動(dòng)阻尼和水粘性阻尼自動(dòng)考慮，結(jié)構(gòu)阻尼、輻射阻尼、樁土阻尼需設(shè)計(jì)當(dāng)中，所有阻尼比合并考慮，目前工程上借鑒海工氣動(dòng)阻尼結(jié)構(gòu)阻尼水粘性阻尼軟件自動(dòng)考慮軟件自動(dòng)考慮土壤阻尼是由于土的塑性變形和內(nèi)摩擦作用產(chǎn)生的，其大小與土壤的性質(zhì)、樁體的運(yùn)動(dòng)幅度大小建立樁土有限元模型自由衰減運(yùn)動(dòng)過(guò)程1w(X)λ=r1w(X)2πw(Xi+1,土壤阻尼跟支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)呈強(qiáng)線性關(guān)系低頻振動(dòng)傳感器傳感器布置現(xiàn)場(chǎng)急停過(guò)程，支撐結(jié)構(gòu)總阻尼比可達(dá)1.2%風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中，為最大的捕獲來(lái)風(fēng)能量風(fēng)輪系統(tǒng)實(shí)時(shí)偏航對(duì)風(fēng)，使得整機(jī)系統(tǒng)在沿機(jī)艙軸線縱向有很阻尼（約為8%而機(jī)艙橫向基本沒有額外的氣動(dòng)阻尼。而阻尼對(duì)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)影響顯著，如果特定頻率波浪從側(cè)面激海上風(fēng)電機(jī)組在側(cè)向激勵(lì)下產(chǎn)生的支撐結(jié)構(gòu)響應(yīng)要顯著高于縱向風(fēng)參數(shù)波浪參數(shù)機(jī)組狀態(tài)風(fēng)速（m/s）風(fēng)向(°)有義波高（m）譜峰周期（s）浪向(°)工況101590正常發(fā)電、對(duì)風(fēng)工況201590正常發(fā)電、對(duì)風(fēng)特定頻率的側(cè)向波浪激勵(lì)會(huì)引起顯著的塔底左右彎矩增加；動(dòng)態(tài)加阻技術(shù)仿真測(cè)試驗(yàn)證動(dòng)態(tài)加阻技術(shù)機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性.支撐結(jié)構(gòu)頻率主要影響因素有：機(jī)頭重量重心、結(jié)構(gòu)幾何尺寸、樁土約束剛度，前兩點(diǎn)較為確定，支撐結(jié)構(gòu)頻率主要影響因素有：機(jī)頭重量重心、結(jié)構(gòu)幾何尺寸、樁土約束剛度，前兩點(diǎn)較為確定，在探討優(yōu)化空間。傳統(tǒng)P-Y法模擬樁土剛度適用于小直徑細(xì)長(zhǎng)樁，而現(xiàn)在最大的單樁直徑可達(dá)11m，早已海上單樁已不屬于細(xì)長(zhǎng)樁針對(duì)浙江海域某9MW單樁（樁徑10m）進(jìn)行了相關(guān)仿真測(cè)試研究。研究發(fā)現(xiàn)采用PISA方法進(jìn)行設(shè)計(jì)可大幅優(yōu)化載荷P-Y法、PISA法支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)比支撐結(jié)構(gòu)泥面轉(zhuǎn)角降低約30%塔底極限降低6.6%、疲勞降低23.5%支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程量可大幅降低！針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)具體機(jī)位點(diǎn)，進(jìn)行仿真測(cè)試對(duì)比-設(shè)計(jì)較為保守支撐結(jié)構(gòu)頻率-波浪頻率耦合風(fēng)浪：即大多數(shù)波浪都是通過(guò)風(fēng)吹過(guò)水面產(chǎn)生涌浪：由于遠(yuǎn)處風(fēng)浪較大，當(dāng)該處風(fēng)浪離開風(fēng)吹的區(qū)域時(shí)，傳播浙江海域臺(tái)風(fēng)路徑圖120deg90deg單樁一階頻率浙江海域某場(chǎng)址波浪能量分布.支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般由