風能展獨家直播：漂浮式風電機組建模過程與仿真結(jié)果—風電機組技術(shù)

　　2013年10月16日下午，北京國際風能暨展覽會——風電機組技術(shù)。北京鑒衡認證中心有限公司黃宇同先生做飄浮式風電機組建模過程與仿真結(jié)果。以下是全文：
　　黃宇同：大家下午好，我今天介紹的內(nèi)容是一個飄浮式風電機組的建模和仿真結(jié)果的比較情況。實際上這個飄浮式風機的建模過程，是我們北京鑒衡認證中心在參與IECTASK30的項目中所做的一些研究工作(音譯)我今天很高興的把我們所做的工作向大家展示一下。首先我向大家介紹一下一些詳細的背景情況，包括項目已經(jīng)完結(jié)的項目和項目進展的情況，其次我向大家介紹一下關(guān)于項目采用的模型我會給出具體的描述，因為它是一個飄浮式的風機，所以我單獨介紹一下我們在建模的時候我們采用的稀薄(音譯)系統(tǒng)，最后我向大家展示一下，包括鑒衡在內(nèi)和其他項目成員的仿真結(jié)果的對比。
　　首先請允許我介紹一下北京鑒衡認證中心，可能有熟悉的，有不熟悉的。北京鑒衡認證中心呢，是一家致力于風能，太陽能還有其他可再生能源的認證和檢測的這樣一家機構(gòu)。近些年來北京鑒衡認證中心也在參與國際的標準，像IC標準的制定過程也有參與，最近我們在保定建立了我們自己的一個檢測的實驗室。海上風力發(fā)電相比于陸上來說，有它自己的優(yōu)勢，比如說它的風資源更加的豐富，穩(wěn)定性更高，還有一點，一般來說，經(jīng)濟中心往往是沿著海岸線分布的，所以它離電力負荷中心很近。那么在中國的情況可以看到，右下角這個圖表，近幾年來，增長的速度也是非常快的，現(xiàn)在僅次于英國和丹麥，在海上風力發(fā)展的領(lǐng)域。
　　雖然它有它的優(yōu)勢，但是我們可以看到，其實對海上風機來說，它的固定成本比陸上風機高出不少，主要體現(xiàn)在它的基礎和安裝成本上，都有很大的提高。因為對于每一個海上風電場來說相當于一個特定廠址的一個設計，所以在前期來說，對于支撐平臺的設計是非常重要的。那么目前來說還是借助與軟件進行仿真和前期的研究。對于現(xiàn)有能夠提供建模和仿真軟件來說，它們的準確性，還有它們適應的范圍，對設計者來說是非常重要的，這也就是整個項目的意義。
　　目前IEA已經(jīng)完成的項目是TASK23底下的項目，它是單裝的三腳架和倒立板結(jié)構(gòu)的3個不同的基礎的海上風機的建模和仿真結(jié)果的對比。我們現(xiàn)在進行的項目就是IEATASK30，也叫OC4項目，它就是OC3項目的一個延續(xù)，主要分兩個階段，第一個階段是桁架式基礎的海上風電機組的建模和仿真結(jié)果對比。和3樁半潛式浮動平臺的建模和仿真結(jié)果對比。TASK30的參與者18個國家，47家機構(gòu)。
　　第一階段是桁架式的支撐機組就像左邊這個圖一樣，這個項目現(xiàn)在已經(jīng)完結(jié)了，我們正在進行的其實也快接近尾聲了，是半潛式飄浮的平臺，通過三根纜繩固定在海面上。
　　相比于固定支撐平臺，浮動式的平臺有下面幾個特點。比如說它會有很大的低頻模態(tài)，這種低頻模態(tài)對塔架和風輪的阻離和整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性都會有影響，相比固定的支撐平臺，這種浮動式的平臺，在運行的時候，它的位移更大，可能會有機艙風輪的運動產(chǎn)成耦合。因為它是飄浮式的，稀薄系統(tǒng)的加入，對整個系統(tǒng)的動力學行為都會有影響的。再一個水動力對于飄浮平臺的影響。
　　我們這個項目，從大方面來講是三種工況，第一個是靜水無風，第二個是僅有浪載的，第三個是風浪共同作用的工況。這個平臺有6個自由度，我們主要研究它在6個自由度上的動力學行為，以及關(guān)鍵點上的受力行為，然后把大家的結(jié)果進行比較。
　　由于TASK23和TASK30用的都是同樣的機組，就是美國可再生能源EREL5MW的機組，唯一的不同是底下的平臺，我們研究的是左邊這幅圖是三樁式的浮動平臺，具體的尺寸也可以在圖上看到。那么參與結(jié)果對比的機構(gòu)是右面這個表。我們的建模方式就是以梁單元建模為主，在機組這塊，盡可能的實現(xiàn)模型的結(jié)構(gòu)。