调谐质量阻尼器对漂浮式风力机稳定性的影响

黄致谦， 郝文星， 李 春，2， 叶 舟

(1.上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093； 2.上海市动力工程多相流动与传热重点实验室，上海 200093)

随着陆上风电场可开发资源的减少，海上风能因能量密度高、湍流度低等优势逐渐被世界各国重视，“由陆地向海洋”也已成为未来风电场发展的必然趋势[1-2]。目前，海上风电场主要集中在浅水区域，对于风资源更丰富、风况更优的深水区域，使用漂浮式风力机更加经济。与陆上风力机不同，海上风力机在运行过程中始终承受波浪载荷作用，因此其载荷特性更加复杂。与固定式风力机相比，漂浮式风力机底部基础不固定，其始终处于不平衡受力、非定常运动状态，此非线性载荷不仅会影响机舱内传动系统的正常工作，也会降低风力机的发电效率，甚至可能发生塔架屈曲、倾覆等事故[3-5]。与传统海工平台相比，漂浮式风力机平台重心位置更高、水线面更小，波浪载荷加剧了平台的运动，剧烈的运动甚至会导致平台倾覆。因此，探究如何保障漂浮式风力机在复杂多变的海洋环境中安全稳定地运行具有重要意义。

目前，国内外学者针对漂浮式风力机的稳定性展开了诸多研究。文献[6]中提出将螺旋侧板应用于漂浮式风力机Spar平台的结构设计中，并采用势-黏结合的方法研究螺旋侧板对Spar平台动态响应的影响。针对漂浮式风力机对风载荷和波浪载荷响应过大的问题，文献[7]中提出共用系泊的大型漂浮式风电场概念，并基于水动力软件Aqwa研究其运动响应特性，发现共用系泊可明显提高平台稳定性。……