3种典型半潜式浮式风机基础水动力性能比较

刘 周，樊天慧，陈超核*，薛洋洋

(1.华南理工大学 土木与交通学院，广东 广州 510641；2.三峡珠江发电有限公司，广东 广州 510030)

0 引 言

海上风电作为一种清洁能源，具有距离经济中心近、风能资源丰富等优点，在调整能源供给结构、发展海洋装备制造的领域内可发挥重要作用。近些年我国的风电产业发展迅速。在近海40 m水深内，固定式风机为主要形式；随着水深增加，特别是在超过50 m水深处，固定式风机成本急剧上升，浮式风机将具有明显优势。现阶段的浮式风机基础主要包括3种型式：半潜式、张力腿平台(Tension Leg Platform，TLP)式、Spar式。在我国南海沿海大陆架处，水深主要处于50～200 m，目前主要考虑半潜式风机，本文的研究对象OC4、Windfloat、Ideol均为此种型式。

OC4[1]基础是挪威OC3-Hywind Spar式浮式基础的继续研究版本，由美国国家可再生能源实验室基于DeepCwind项目提出的半潜式浮式风机进行设计，完成了数值计算和试验模拟，效果图如图1(a)所示。

Windfloat[2]浮式基础由美国Principle Power公司基于2010年提出的半潜式浮式风机进行设计，针对水动力、强度、疲劳等方面进行详细的数值计算和试验模拟，效果图如图1(b)所示。

Ideol[3]浮式基础是法国Ideol公司研发的Floatgen阻尼池型浮式风机基础，采用钢结构加混凝土压载，系泊定位，效果图如图1(c)所示。

图1 3种风机示例

在浮式风机领域，针对单一形式的水动力研究已经比较详尽，而对于相同形式不同结构类型的水动力性能的比较分析却较少。目前国内在半潜式浮式风机基础的水动力性能方面进行了一定的比较和综述[4-7]，主要有：