基于動力特性的海上單立柱三樁風電支撐結構優(yōu)化設計及綜合評價.pdf

1、風能相比其他能源最大的優(yōu)點就是綠色無污染，作為一種清潔能源具有廣闊的大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景。而海洋占了地球總表面積七成以上，在海上建造風電場不僅空間廣闊，而且風力和風能密度都較大，且高效、穩(wěn)定，因此有著更加巨大的發(fā)展?jié)摿?。海上風力發(fā)電技術是一項綜合性的技術，涉及多種領域的多個學科。從小功率風機到大功率風機以及從淺水到深水都是經濟獲能的關鍵。海上風能開發(fā)的主要技術之一就是構建適應海上風機發(fā)展趨勢的支撐結構，降低成本和提高可靠性是發(fā)展和

2、研究的關鍵問題所在。
　　本文針對固定式海上風電支撐結構的工程特點，在國內外有關研究成果的基礎上對有關海上風電單立柱三樁支撐結構的動力特性和優(yōu)化技術等問題進行了較為深入的研究。
　　單立柱三樁結構的剛度大于單立柱結構，相比于單立柱結構，三樁結構可有效降低樁的直徑，減小施工的難度，更有利于結構的穩(wěn)定和抗疲勞特性，更加適合我國施工設備的施工能力。因此可適用于更深的水域，具體研究內容如下:
　　基于ANSYS大型有限元程序，

3、使用參數(shù)化的語言開發(fā)了海上風機下部單立三樁支撐結構的優(yōu)化設計仿真平臺，構建了海上風電單立柱三樁式支撐結構以主要動力學參數(shù)表述的有限元模型。剛柔性結構方案支撐結構的力學性能有很大改善，即結構應力和變形都相對柔性方案有大幅的下降，而結構材料用量相差不明顯。相比較而言，柔性結構變形較大，安全儲備小，剛性結構方案不經濟。并通過優(yōu)化數(shù)值算例給出輪轂高度為100m的5MW風機單立柱三樁支撐結構對不同水深(10m-50m)的適應程度。
　　輪轂

4、高度為100m的5.0MW OWT單立柱三樁支撐結構對不同水深有良好的適用性。然而由于社會經濟及生物物理系統(tǒng)的復雜性，經濟或者環(huán)境的選擇并不一定是最好的。因此，在決策過程中，應用多目標決策分析方法來同時考慮相互沖突的屬性，并且提供最好的選擇方案。并且將TOPSIS方法應用于海上固定式風機支撐結構的綜合決策。同時考慮了工程與環(huán)境準則，提供一種更好的評估不同支撐結構選擇的客觀方法。
　　通過算例將單立柱、格構式與單立柱三樁三種支撐結構