風(fēng)能展獨(dú)家直播：漂浮式風(fēng)電機(jī)組建模過程與仿真結(jié)果—風(fēng)電機(jī)組技術(shù)

　　2013年10月16日下午，北京國際風(fēng)能暨展覽會——風(fēng)電機(jī)組技術(shù)。北京鑒衡認(rèn)證中心有限公司黃宇同先生做飄浮式風(fēng)電機(jī)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(gè)飄浮式風(fēng)電機(jī)組的建模和仿真結(jié)果的比較情況。實(shí)際上這個(gè)飄浮式風(fēng)機(jī)的建模過程，是我們北京鑒衡認(rèn)證中心在參與IECTASK30的項(xiàng)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(xì)的背景情況，包括項(xiàng)目已經(jīng)完結(jié)的項(xiàng)目和項(xiàng)目進(jìn)展的情況，其次我向大家介紹一下關(guān)于項(xiàng)目采用的模型我會給出具體的描述，因?yàn)樗且粋€(gè)飄浮式的風(fēng)機(jī)，所以我單獨(dú)介紹一下我們在建模的時(shí)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(xiàng)目成員的仿真結(jié)果的對比。
　　首先請?jiān)试S我介紹一下北京鑒衡認(rèn)證中心，可能有熟悉的，有不熟悉的。北京鑒衡認(rèn)證中心呢，是一家致力于風(fēng)能，太陽能還有其他可再生能源的認(rèn)證和檢測的這樣一家機(jī)構(gòu)。近些年來北京鑒衡認(rèn)證中心也在參與國際的標(biāo)準(zhǔn)，像IC標(biāo)準(zhǔn)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(gè)檢測的實(shí)驗(yàn)室。海上風(fēng)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(fēng)資源更加的豐富，穩(wěn)定性更高，還有一點(diǎn)，一般來說，經(jīng)濟(jì)中心往往是沿著海岸線分布的，所以它離電力負(fù)荷中心很近。那么在中國的情況可以看到，右下角這個(gè)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(fēng)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(shí)對海上風(fēng)機(jī)來說，它的固定成本比陸上風(fēng)機(jī)高出不少，主要體現(xiàn)在它的基礎(chǔ)和安裝成本上，都有很大的提高。因?yàn)閷τ诿恳粋€(gè)海上風(fēng)電場來說相當(dāng)于一個(gè)特定廠址的一個(gè)設(shè)計(jì)，所以在前期來說，對于支撐平臺的設(shè)計(jì)是非常重要的。那么目前來說還是借助與軟件進(jìn)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(zhǔn)確性，還有它們適應(yīng)的范圍，對設(shè)計(jì)者來說是非常重要的，這也就是整個(gè)項(xiàng)目的意義。
　　目前IEA已經(jīng)完成的項(xiàng)目是TASK23底下的項(xiàng)目，它是單裝的三腳架和倒立板結(jié)構(gòu)的3個(gè)不同的基礎(chǔ)的海上風(fēng)機(jī)的建模和仿真結(jié)果的對比。我們現(xiàn)在進(jìn)行的項(xiàng)目就是IEATASK30，也叫OC4項(xiàng)目，它就是OC3項(xiàng)目的一個(gè)延續(xù)，主要分兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是桁架式基礎(chǔ)的海上風(fēng)電機(jī)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(gè)國家，47家機(jī)構(gòu)。
　　第一階段是桁架式的支撐機(jī)組就像左邊這個(gè)圖一樣，這個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)在已經(jīng)完結(jié)了，我們正在進(jìn)行的其實(shí)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(gè)特點(diǎn)。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(fēng)輪的阻離和整個(gè)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(yùn)行的時(shí)候，它的位移更大，可能會有機(jī)艙風(fēng)輪的運(yùn)動產(chǎn)成耦合。因?yàn)樗秋h浮式的，稀薄系統(tǒng)的加入，對整個(gè)系統(tǒng)的動力學(xué)行為都會有影響的。再一個(gè)水動力對于飄浮平臺的影響。
　　我們這個(gè)項(xiàng)目，從大方面來講是三種工況，第一個(gè)是靜水無風(fēng)，第二個(gè)是僅有浪載的，第三個(gè)是風(fēng)浪共同作用的工況。這個(gè)平臺有6個(gè)自由度，我們主要研究它在6個(gè)自由度上的動力學(xué)行為，以及關(guān)鍵點(diǎn)上的受力行為，然后把大家的結(jié)果進(jìn)行比較。
　　由于TASK23和TASK30用的都是同樣的機(jī)組，就是美國可再生能源EREL5MW的機(jī)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(jī)構(gòu)是右面這個(gè)表。我們的建模方式就是以梁單元建模為主，在機(jī)組這塊，盡可能的實(shí)現(xiàn)模型的結(jié)構(gòu)。