半潜浮式风力机平台概念设计研究
发布时间：2020-12-28 12:09
随着全球气候变暖及传统化石能源的日益枯竭,世界各国都在寻求可持续的清洁可再生能源。海上风能作为海洋可再生能源的一种重要组成部分,相比于陆上风,海上风具有风速高、湍流小、风向稳定等优势。我国目前建成的海上风电场多采用近岸固定基础风力机,但是我国适合近海风能开发的区域有限,为了更有效地利用海上风能,推进国家能源转型和应对气候变化,未来我国海上风电场建设走向深海是必然趋势。本文以国家风电产业大开发、促进能源消费革命为背景,针对我国东海地区实际海域情况,基于空气动力学和水动力学理论,采用理论推导、基础设计及数值模拟相结合的方法,提出了一种适用于我国东海地区深海风能开发的半潜式浮式风力机平台类型。首先基于浮式平台设计基本原理及目标海域环境条件,设计一种适合我国东南深海海域的半潜式浮式风力机基础。然后基于三维势流理论,在频域范围内对半潜式浮式风力机基础在规则波中的水动力特性进行分析,在湍流风数值模拟的基础上对水动力学软件AQWA进行二次开发,将实时变化的风轮载荷加载到基础上进行时域耦合计算。在此基础上,基于悬链线理论设计一种带有弹性索的组合锚泊系统。最后,针对半潜式浮式风力机设计两种不同的锚泊方案...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
欧洲国家历年风电装机趋势图
也已经达到 30%。根据欧洲风能协会发布的 欧洲能源展望 2020 报告显示，欧洲每年能够实现 12.6GW 风电装机容量，在 2017 年~2020 年之间装机容量有望达到 50GW[4]。目前欧洲计划风电总装机容量达到 200GW，在 2020 年全部建设完成时，预计可提供的风电电力占总消耗电力的 16.5%，图 1.1 为欧洲风电历年装机情况及 2017~2020 年的预测装机情况，图 1.2 为 2017 年上半年欧洲各国风电资产的投资情况。
如图 1.4 所示。目前世界范围内已建成的大型风电场大多是位于近海浅水区域的固定基础风电场，且支撑形式多为单桩基础。近岸固定式风电场开发技术目前已经较为成熟，很多近岸风场已经进行了并网发电。人类对能源电力的需求是永无止尽的，近海风电场也因为水深增加导致的经济性迅速降低的弊端限制了其继续发展，因此研究者们将目光投向了深海浮式风电场的研究[16]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浮式风机系统的气动-水动-锚泊系统耦合数值分析[J]. 艾勇,万德成. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]欧洲海上风电发展趋势与政策机制的启示与借鉴[J]. 杨亚. 中国能源. 2017(10)
[3]组合弹性系泊对漂浮式风力机Spar平台影响的研究[J]. 叶舟,王东华,丁勤卫,李春. 热能动力工程. 2017(07)
[4]螺旋侧板截面形状对Spar平台涡激运动的影响研究[J]. 张楠,李春,丁勤卫,郝文星,王东华. 水资源与水工程学报. 2017(03)
[5]浮式海上风电:离岸更远,捕获更大的能量[J]. Sebastian Bringsv?rd. 风能. 2017(03)
[6]基于动力特性的南海浮式风力机多准则评价[J]. 孟珣,田会元,李鑫. 太阳能学报. 2016(08)
[7]半潜式平台垂荡响应抑制措施研究[J]. 杜君峰,常安腾,王树青,杨文龙. 海洋工程. 2016(04)
[8]海上风电是风电产业未来的发展方向——全球及中国海上风电发展现状与趋势[J]. 闵兵,王梦川,傅小荣,赵婵. 国际石油经济. 2016(04)
[9]导管架杆件波浪力试验研究[J]. 李绍武,张琳琳,夏陆军. 水运工程. 2015(06)
[10]半潜式海上浮式风力机平台随机响应特性分析[J]. 吴海涛,张亮,马勇,赵静. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(05)
博士论文
[1]海上浮式风力机系统环境载荷及耦合运动性能研究[D]. 叶小嵘.哈尔滨工程大学 2012
[2]海上风力机气动特性及新型浮式系统[D]. 任年鑫.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]海上浮式风机平台动力特性的研究[D]. 黄民希.湖南大学 2016
[2]Spar型浮式垂直轴风力机系统的运动响应研究[D]. 邱雨.天津大学 2016
[3]海上浮式风机半潜式基础水动力特性研究[D]. 毛莹.上海交通大学 2015
[4]海上浮式风电基础设计方案及垂直轴风机性能分析[D]. 汪洋.江苏科技大学 2014
[5]潮流能电站载体的水动力性能分析[D]. 陈鸶鹭.江苏科技大学 2014
[6]我国风力资源分布及风电规划研究[D]. 宋婧.华北电力大学 2013
[7]海上浮式风机平台锚泊系统设计与研究[D]. 李梦阳.哈尔滨工程大学 2013
[8]海上浮式风力机平台总体性能分析[D]. 王宁.哈尔滨工程大学 2013
[9]海上浮式风机平台稳性及锚泊系统性能研究[D]. 邓慧静.哈尔滨工程大学 2012
[10]海上风力机基础结构设计选型研究[D]. 尚景宏.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：2943728
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
欧洲国家历年风电装机趋势图
也已经达到 30%。根据欧洲风能协会发布的 欧洲能源展望 2020 报告显示，欧洲每年能够实现 12.6GW 风电装机容量，在 2017 年~2020 年之间装机容量有望达到 50GW[4]。目前欧洲计划风电总装机容量达到 200GW，在 2020 年全部建设完成时，预计可提供的风电电力占总消耗电力的 16.5%，图 1.1 为欧洲风电历年装机情况及 2017~2020 年的预测装机情况，图 1.2 为 2017 年上半年欧洲各国风电资产的投资情况。
如图 1.4 所示。目前世界范围内已建成的大型风电场大多是位于近海浅水区域的固定基础风电场，且支撑形式多为单桩基础。近岸固定式风电场开发技术目前已经较为成熟，很多近岸风场已经进行了并网发电。人类对能源电力的需求是永无止尽的，近海风电场也因为水深增加导致的经济性迅速降低的弊端限制了其继续发展，因此研究者们将目光投向了深海浮式风电场的研究[16]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浮式风机系统的气动-水动-锚泊系统耦合数值分析[J]. 艾勇,万德成. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]欧洲海上风电发展趋势与政策机制的启示与借鉴[J]. 杨亚. 中国能源. 2017(10)
[3]组合弹性系泊对漂浮式风力机Spar平台影响的研究[J]. 叶舟,王东华,丁勤卫,李春. 热能动力工程. 2017(07)
[4]螺旋侧板截面形状对Spar平台涡激运动的影响研究[J]. 张楠,李春,丁勤卫,郝文星,王东华. 水资源与水工程学报. 2017(03)
[5]浮式海上风电:离岸更远,捕获更大的能量[J]. Sebastian Bringsv?rd. 风能. 2017(03)
[6]基于动力特性的南海浮式风力机多准则评价[J]. 孟珣,田会元,李鑫. 太阳能学报. 2016(08)
[7]半潜式平台垂荡响应抑制措施研究[J]. 杜君峰,常安腾,王树青,杨文龙. 海洋工程. 2016(04)
[8]海上风电是风电产业未来的发展方向——全球及中国海上风电发展现状与趋势[J]. 闵兵,王梦川,傅小荣,赵婵. 国际石油经济. 2016(04)
[9]导管架杆件波浪力试验研究[J]. 李绍武,张琳琳,夏陆军. 水运工程. 2015(06)
[10]半潜式海上浮式风力机平台随机响应特性分析[J]. 吴海涛,张亮,马勇,赵静. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(05)
博士论文
[1]海上浮式风力机系统环境载荷及耦合运动性能研究[D]. 叶小嵘.哈尔滨工程大学 2012
[2]海上风力机气动特性及新型浮式系统[D]. 任年鑫.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]海上浮式风机平台动力特性的研究[D]. 黄民希.湖南大学 2016
[2]Spar型浮式垂直轴风力机系统的运动响应研究[D]. 邱雨.天津大学 2016
[3]海上浮式风机半潜式基础水动力特性研究[D]. 毛莹.上海交通大学 2015
[4]海上浮式风电基础设计方案及垂直轴风机性能分析[D]. 汪洋.江苏科技大学 2014
[5]潮流能电站载体的水动力性能分析[D]. 陈鸶鹭.江苏科技大学 2014
[6]我国风力资源分布及风电规划研究[D]. 宋婧.华北电力大学 2013
[7]海上浮式风机平台锚泊系统设计与研究[D]. 李梦阳.哈尔滨工程大学 2013
[8]海上浮式风力机平台总体性能分析[D]. 王宁.哈尔滨工程大学 2013
[9]海上浮式风机平台稳性及锚泊系统性能研究[D]. 邓慧静.哈尔滨工程大学 2012
[10]海上风力机基础结构设计选型研究[D]. 尚景宏.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：2943728
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