新型张力腿平台双模块浮式海上风电机组结构系统的动力响应研究

王安安，周道成，任年鑫，欧进萍

(1.大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，大连 116024；2.海南大学土木建筑工程学院，海口 570228；3.海南大学南海海洋资源利用国家重点试验室，海口 570228)

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当前，风电机组大型化是降低风力发电单位发电成本的有效方法之一，因此，DTU 10 MW级风电机组受到了广泛关注[1-2]。针对大型海上风电场而言，其平台的稳固安全是影响大型海上风电机组安全运行的重要因素。海洋环境荷载是影响海洋平台安全性的主要因素，而采用张力腿平台的系泊系统可以有效控制平台的纵摇和垂荡运动，特别适用于保障大型海上风电机组的良好运行状态[3-4]，且从建造成本来看，性价比较高[5]。

国内外学者针对张力腿平台(TLP)式海上风电机组开展了广泛而深入的研究。NEMATBAKHSH等[6]分别利用计算流体力学(CFD)和势流理论方法，指出了张力腿的张力主要受纵摇响应激励影响，且纵摇运动含有更多非线性成分。JESSEN等[7]建立了浮式海上风电机组结构系统的气动-液压-伺服弹性模型，指出了在单独风荷载情况下，浮式海上风电机组结构系统的理论气动性能优于实验气动性能。任年鑫等[8-10]针对张力腿平台式浮式海上风电机组，利用CFD方法进行了风浪耦合时域分析，模拟数值结果与模型试验结果具有较好的一致性；研究还指出，波浪力在纵荡响应中起主导作用，而风力对支撑风电机组的浮体结构的平均纵荡有重要贡献。

浮体主要是作为海上风电机组的支撑结构，目前，有关双浮体和多浮体的研究主要是针对模块化大型多体浮式结构系统。……