浮动式风力发电机组载荷计算方法的研究

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1、硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：浮动式风力发电机组载荷计算方法的研究论文题目(外文)：Floatingwindturbineloadcalculationmethodfortheresearch研究生姓名:陈鑫学科、专业:电气工程研究方向:电力系统及其自动化导师姓名职称:王维庆教授论文答辩日期2015年5月23日学位授予日期年月日新疆大学硕士学位论文摘要浮动式风力发电机适合深海环境，成本和材料相对节省。国外一些主要海上风力发电的国家已经开展了相关的理论和实践研究，有成功并网的实例，对于浮动式风力发电机的研究起步较早。国内对于此类型风机尚处于理论探索阶段，相关技

2、术仍不成熟，只能借鉴于类似钻井平台的基础结构。本文以2.0MW海上Spar型浮动式风机为例，借助GH-bladed软件平台对风机的叶片、塔筒和平台的载荷进行分析仿真。具体工作内容为：（1）对海上风力发电的现状和前景进行了简单叙述，重点对国外的浮动式风机目前在载荷和平台动力方面的研究文献展开查找和阅读。（2）分析目前最流行的三种浮动式平台（Spar型、TLP型和半潜型）的结构性能和系泊线的材料进行介绍，并分析系泊线的受力。对海洋风机所受的环境载荷简单介绍，设计了本文的2.0MW的Spar浮动基础，对参数进行选取。（3）各种载荷的计算方法需要用到的载荷理论。文分别建立了叶片、

3、塔筒和平台的振动载荷坐标系，以简化计算步骤为目的选取坐标原点。对于波浪载荷的计算主要借助于船舶等海上结构承受的波浪力进行分析，运用波浪理论的莫里森公式求解，并对莫里森公示进行改进，完善莫里森公式在各个轴向的摇摆和振动响应曲线，补充平台在垂荡方向的载荷。（4）运用bladed软件对叶片、塔筒和平台（塔筒的刚性连接体）的各个轴向载荷和构件承受的力矩进行仿真验证。重点分析了在一阶不规则波浪下浪涌模型的水分子动力响应（以速度势和加速度势描述）曲线以及振荡载荷和摇摆力矩，对基于改进莫里森公式计算垂荡运动的载荷曲线进行了仿真。关键词：浮动式风机载荷GH-bladed莫里森公式I新疆大

4、学硕士学位论文AbstractFloatingwindturbinesaresuitedtodeep-seaenvironment,relativetosavecostsandmaterials.Foreigncountrieshavecarriedoutofsomemajoroffshorewindpowerrelatedtheoryandpracticeresearch,hadsuccessfullygridedprototype,forfloatingwi-ndturbineresearchstartedrelativelyearly.TheStateforthis

5、typeofwindturbineswasstillinthestageoftheoreticalexplorationandrelatedtechnologyisstilnotmatu-re,onlytoreferenceinsimilardrillingplatforminfrastructure.Basedonthe2.0MWoffshorefloatingSpartypewindturbines,withthehelpofGH-bladedsoftwareplat-formforthewindturbinesblade,toweandplatformofloads

6、simulationforanalysi-s.Forthespecificwork：（1）Onthepresentsituationandprospectofoffshorewindpoweraredescribedbriefly,focusonforeignfloatingwindturbinescurrentinloadandplatformdynamicaspectsoftheresearchliteraturesearchandreading.（2）Analysisofthemostpopularthreefloatingplatform(Spar,TLPands

7、emi-submersibletype)ofthestructureandperformanceofthemooringlinematerial,themechanicalanalysisofthemooringline.Andenvironmentalloadofsimpleintroduc-tionontheMarinewindturbines,wasdesignedinthispaper,Sparfloatingfoundationof2.0MWforselectionofparameters.(3)Allkindsof