海上風(fēng)電走向深遠(yuǎn)海后,對(duì)傳統(tǒng)的固定式基礎(chǔ)提出了很大的挑戰(zhàn),而漂浮式基礎(chǔ)目前成本還相對(duì)較高,演講嘉賓們探討了不同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)對(duì)策略。

上海交大高震:《深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)用研究》
上海交通大學(xué)特聘教授,船舶海洋與建筑工程學(xué)院副院長(zhǎng),國(guó)家級(jí)人才,挪威技術(shù)科學(xué)院(NTVA)院士高震表示,在挪威科技大學(xué)從事近20年海洋工程相關(guān)研究工作后,2023年回到上海交大船建學(xué)院,目前主要研究方向包括海上風(fēng)電機(jī)組(固定式與漂浮式)的水動(dòng)力學(xué)特性、結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析以及安裝方法和運(yùn)維監(jiān)測(cè)。他重點(diǎn)探討了風(fēng)電機(jī)組大型化帶來(lái)的挑戰(zhàn),如葉片高階振動(dòng)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)彈性響應(yīng)及建造與安裝問(wèn)題,并強(qiáng)調(diào)需階段性標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)大型化策略,從而推動(dòng)整個(gè)行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。他認(rèn)為,在固定式風(fēng)電機(jī)組方面,導(dǎo)管架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在40-80米水深具有廣泛應(yīng)用潛力與成本優(yōu)勢(shì),但需解決風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)高階振動(dòng)帶來(lái)高頻寬譜疲勞問(wèn)題和極端條件下波浪砰擊載荷問(wèn)題;對(duì)于漂浮式風(fēng)電機(jī)組,在現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式上,可以開(kāi)發(fā)鋼/混或鋼筋混凝土新型浮體結(jié)構(gòu),但其結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度和疲勞特性需進(jìn)一步研究。高教授介紹了上海交大船建學(xué)院在海上風(fēng)電機(jī)組方面的工作,包括漂浮式風(fēng)電機(jī)組總體載荷響應(yīng)一體化分析與浮體系泊結(jié)構(gòu)響應(yīng)計(jì)算方法與軟件開(kāi)發(fā),強(qiáng)調(diào)同時(shí)推動(dòng)頻域簡(jiǎn)化工程分析方法和高保真時(shí)域耦合分析方法,并通過(guò)對(duì)比模型試驗(yàn)和樣機(jī)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)仿真模型,從而實(shí)現(xiàn)一體化分析軟件的閉環(huán)驗(yàn)證,進(jìn)而推動(dòng)在工程設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用。

運(yùn)達(dá)股份陳前:《深遠(yuǎn)海整機(jī)環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)應(yīng)用——漂浮式關(guān)鍵技術(shù)》
運(yùn)達(dá)股份風(fēng)電產(chǎn)業(yè)事業(yè)部深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)總監(jiān)陳前表示,深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)面臨環(huán)境復(fù)雜性、機(jī)組大型化和運(yùn)維時(shí)效性三大核心挑戰(zhàn),包括極端海況條件、20MW級(jí)機(jī)組驗(yàn)證不足以及遠(yuǎn)距離運(yùn)維困難等問(wèn)題,同時(shí)支撐結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性也是重要制約因素。運(yùn)達(dá)股份在技術(shù)探索方面取得系列突破,開(kāi)發(fā)了覆蓋9-20MW的海上風(fēng)電機(jī)組平臺(tái),構(gòu)建了海陸空一體化通信網(wǎng)絡(luò),創(chuàng)新推出中壓雙饋電氣系統(tǒng)和孤島黑啟動(dòng)技術(shù),并基于智能控制實(shí)現(xiàn)了載荷主動(dòng)調(diào)節(jié),其研發(fā)的非接觸式三維測(cè)波技術(shù)和漂浮式風(fēng)電一體化設(shè)計(jì)方案為行業(yè)提供了新思路。未來(lái)技術(shù)發(fā)展將聚焦于完善深遠(yuǎn)海設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、推進(jìn)AI智能運(yùn)維以及創(chuàng)新浮體結(jié)構(gòu)與輕量化系泊技術(shù),當(dāng)前在70米水深16MW機(jī)組場(chǎng)景下漂浮式風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)性仍需提升,需要通過(guò)模塊化建造等創(chuàng)新方案來(lái)推動(dòng)深遠(yuǎn)海風(fēng)電的規(guī)模化發(fā)展。

明陽(yáng)智能謝天寶:《深遠(yuǎn)海環(huán)境挑戰(zhàn)下漂浮式風(fēng)電機(jī)組的創(chuàng)新應(yīng)用及創(chuàng)新趨勢(shì)》
明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司中央研究院海洋能源研發(fā)室副主任謝天寶,詳細(xì)闡述了深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)電的發(fā)展現(xiàn)狀與技術(shù)突破,指出我國(guó)深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源儲(chǔ)量巨大,但開(kāi)發(fā)面臨三大核心挑戰(zhàn):近海至45米水深區(qū)域海床平緩導(dǎo)致技術(shù)降本空間受限;年均風(fēng)速5~8.5m/s的低風(fēng)速條件;臺(tái)風(fēng)過(guò)境時(shí)風(fēng)速驟變帶來(lái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難題。明陽(yáng)智能通過(guò)三個(gè)標(biāo)志性項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破:全球首臺(tái)抗臺(tái)風(fēng)漂浮式機(jī)組(5.5MW)成功抵御“泰利”“摩羯”等臺(tái)風(fēng);“海油觀瀾號(hào)”(7.25MW)在120米水深實(shí)現(xiàn)并網(wǎng),累計(jì)發(fā)電超4500萬(wàn)kWh; 16.6MW“天成號(hào)”創(chuàng)新采用雙轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì),通過(guò)氣動(dòng)優(yōu)化使尾流損失降低50%,并首創(chuàng)拉索式塔筒設(shè)計(jì)降低極限載荷。該平臺(tái)采用應(yīng)力鋼+混凝土浮體,模塊化建造使基礎(chǔ)成本降低77.5%,單點(diǎn)系泊系統(tǒng)簡(jiǎn)化了后期維護(hù)。未來(lái),明陽(yáng)智能將通過(guò)自適應(yīng)偏航控制、場(chǎng)群尾流優(yōu)化等智能技術(shù),結(jié)合多平臺(tái)形式和規(guī)模化施工探索進(jìn)一步降本路徑。

上海院戴雙慶:《面向深遠(yuǎn)海的單樁基礎(chǔ)研究進(jìn)展》
上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司大連分公司經(jīng)理戴雙慶,系統(tǒng)分析了面向深遠(yuǎn)海的單樁基礎(chǔ)技術(shù)演進(jìn)。他指出,當(dāng)前單樁技術(shù)在基礎(chǔ)施工方面在制造能力、施工船機(jī)、穩(wěn)樁平臺(tái)、配套樁錘、施工工藝、現(xiàn)場(chǎng)施工條件等都提出了巨大的挑戰(zhàn)。單樁基礎(chǔ)發(fā)展呈現(xiàn)五大特征:容量突破14MW、直徑超10米、水深逾40米,環(huán)境復(fù)雜度增加,經(jīng)濟(jì)性要求提升。關(guān)鍵技術(shù)突破包括建立深徑比在20~3區(qū)間的樁土作用新模型,當(dāng)深徑比小于10時(shí)需采用切線設(shè)計(jì)準(zhǔn)則替代傳統(tǒng)彈性理論;開(kāi)發(fā)單樁復(fù)合筒基礎(chǔ)等新型結(jié)構(gòu),在大連成功應(yīng)用樁筒灌漿連接技術(shù);應(yīng)用TMD阻尼器解決柔性結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題,基礎(chǔ)抗疲勞壽命進(jìn)一步提升。針對(duì)單樁技術(shù)提升,他特別強(qiáng)調(diào)更加精細(xì)化的實(shí)用一體化分析技術(shù),更加準(zhǔn)確的環(huán)境條件,工程地質(zhì)數(shù)據(jù)獲取,同時(shí)單樁制造、船機(jī)設(shè)備及施工技術(shù)也要有適應(yīng)于超大直徑樁的制造基地、船機(jī)資源,深遠(yuǎn)海穩(wěn)樁平臺(tái),以及更大的樁錘。
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