一种基于状态空间模型的浮式海上升压站平台动力响应计算方法研究

汤群益，孙震洲，陈杰峰，金 磊

(1. 浙江省深远海风电技术研究重点实验室，浙江 杭州 311122； 2. 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122； 3. 三峡新能源山东昌邑发电有限公司，山东 潍坊 261300)

随着海上风电建设的推进，海上风电逐渐由近海走向深海，为了适应海上风电的发展趋势，海上风电场中的海工结构物结构型式也由固定式转变为浮式。作为电力输送、汇集的枢纽，浮式海上升压站的安全性对海上风电场的健康运营至关重要。相比于固定式升压站，浮式海上升压站在6自由度上的响应更为明显，这也给升压站中的电气设备带来较大的安全隐患[1]。因此，需要在设计阶段对浮式海上升压站结构进行动力响应分析，进而优化其水动力性能，保障浮式海上升压站的平稳运行。

基于势流理论，同船体等浮式结构相同，浮式海上升压站的运动常采用Cummins方程进行描述[2]。为了求解Cummins方程得到浮式结构的动力响应，常用的方法包括时域法和频域法。频域法通过傅里叶变换，在频域内求解Cummins方程，避免卷积项积分。但在运算时应用傅里叶变换，会导致傅里叶变换漏频、能量泄露等局限性突显[3]，并且无法计算浮式结构瞬态响应。时域法又可分为直接时域法和间接时域法。直接时域法直接在时域内构建求解速度势的初边值偏微分方程，通过求解时域格林函数来分析浮式结构物的动力响应。直接时域提出时间较早，但在求解浮式结构的水动力过程中，面临计算量大、分析效率低等问题。……