漂浮式风电共享系泊系统设计与分析_19页_3mb

漂浮式风电共享系泊系统设计与分析总结

核心内容概述

本研究聚焦于漂浮式风电系统中共享系泊（Shared Mooring）的设计与分析，旨在通过优化系泊系统结构，降低风电场的建设与运维成本。重点探讨了共享系泊在多风机布置下的动力响应、敏感性分析、断缆工况以及成本效益评估。

主要观点

• 漂浮式风电的发展与挑战：
  海上风电发展迅速，中国海上风电装机容量居全球首位。漂浮式风机因其良好的水深适应性和深远海开发潜力，具有广阔的应用前景。然而，成本问题限制了其竞争力，因此需要有效的降本增效方案。

• 共享系泊的概念与优势：
  共享系泊是指在相邻浮式风机之间布置横跨式的系泊线，以减少系泊线和锚的数量，从而降低材料、安装和勘探成本。该系统设计需考虑多海况、全浪向仿真，以及风机间的耦合效应。

• 多风机-共享系泊系统设计：
  该系统采用等边三角形布置，风机间隔为1200米（大于6-8倍叶轮直径），以确保水动力特性保持不变。共享系泊线和锚线均采用R3无档锚链，通过敏感性分析评估不同缆线参数对系统性能的影响。

• 共享系泊的耦合效应：
  共享系泊系统会引发风机间的复杂耦合效应，包括刚柔耦合、非线性结构载荷和环境干涉。共享缆线对水平回复刚度影响显著，但对垂荡和纵摇影响较小。系统对共享缆线单位重量较为敏感，且断缆工况下响应明显增大，可能引发联级反应。

• 断缆工况分析：
  在60度入射方向的极端停机海况（LC4）下，断缆会导致风机偏移量显著增加，其中背浪处风机偏移量最大，存在较大风险。共享系泊缆断裂可能导致锚线张力波动，进而影响整体稳定性。

• 优化方法：
  通过悬浮段配重法和更换材料法进行优化。配重可有效降低系泊张力波动，材料替换（如采用钢丝绳）可减轻缆线重量并提升弹性。

关键信息

10MW OUCwind半潜式浮式风机参数

共享系泊缆参数敏感性分析

共享系泊与单风机对比

系泊张力与安全系数

成本效益评估

系泊缆成本计算

结论

共享系泊系统在多风机布置下能够有效减少锚线和锚的数量，从而显著降低系泊总成本。然而，其设计需考虑风机间的复杂耦合效应，尤其是在极端海况下，断缆可能导致风机偏移量和系泊张力显著增大，需通过优化方法（如悬浮段配重、更换材料）加以控制。研究结果表明，共享系泊系统在成本效益方面具有明显优势，但仍需进一步优化以确保结构安全与稳定性。