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作 者:贾玉超 邓石 李帅 程正顺[1,2] 胡志荣 杨灿[1,2] JIA Yuchao;DENG Shi;LI Shuai;CHENG Zhengshun;HU Zhirong;YANG Can(State Key Laboratory of Ocean Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;Hainan Research Institute,Shanghai Jiao Tong University,Sanya,Hainan 572000,China;Offshore Oil Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300450,China)
机构地区:[1]上海交通大学海洋工程全国重点实验室,上海200240 [2]上海交通大学海南研究院,海南三亚572000 [3]海洋石油工程股份有限公司,天津300450
出 处:《中国海上油气》2024年第6期139-148,共10页China Offshore Oil and Gas
基 金:国家重点研发计划政府间国际科技创新合作项目“大型漂浮式风机基础平台一体化设计优化与模型试验研究(编号:2023YFE0110000)”;国家自然科学基金面上项目“变桨控制的浮式垂直轴风机耦合数值方法与虚拟混合模型试验研究(编号:42176210)”;上海交通大学横向科研“浮式风电系统控制,传感器补偿算法开发项目(编号:Z2024SYENT0437)”;中国海洋石油集团有限公司“十四五”重大科技项目12课题3“海上风电建造、安装、调试技术研究(编号:KJGG-2022-1203)”部分研究成果。
摘 要:在漂浮式风机一体化设计中,由于整机厂商风机参数非完全公开,浮体设计单位仅能基于塔底载荷数据开展浮体及系泊系统设计。本文提出了一种基于风机缩放和一体化仿真的风机虚拟重构方法,通过对各参数进行趋势拟合,实现风机叶片及控制系统的关键参数重构,在“海油观澜号”7.25 MW漂浮式风电项目中使用;针对风机控制系统进行了优化设计,选取了合适参数以保证风机的平稳运行;最后进行一体化耦合分析以验证重构风机的动态响应是否满足精度要求。结果表明:该风机重构方法可以较好地重构目标风机关键参数,额定状态下功率达到7.25 MW,且动态气动性能稳定,功率曲线及推力曲线合理;基于重构风机的一体化仿真计算得到的重构风机与目标风机塔底主控载荷均值相对误差小于10%,塔底主控载荷吻合良好。该方法已通过“海油观澜号”的应用验证,为漂浮式风机浮体及系泊系统的工程设计提供了重要技术支撑。In the integrated design of floating wind turbines,floating platform design companies can only design floating platforms and mooring systems based on tower base load data,due to the incomplete disclosure of wind turbine parameters by wind turbine manufacturers.In response,this paper proposes a virtual reconstruction method for wind turbines based on scaling design and integrated simulation.Through trend fitting of each parameter,this method reconstructs the key parameters of the wind turbine blades and the control system,and it is applied in the“CNOOC Guanlan”7.25 MW floating wind turbine project.The optimal design of the wind turbine control system is carried out to select appropriate parameters for ensuring the smooth operation of the wind turbine.Finally,an integrated coupling analysis is carried out to verify whether the dynamic response of the reconstructed wind turbine meets the accuracy requirements.The results indicate that this proposed method can effectively reconstruct the key parameters of the target wind turbine.The rated power reaches 7.25 MW,and the dynamic aerodynamic performance is stable,with the power curve and the thrust curve being reasonable.The deviation of average crucial tower base loads between the reconstructed wind turbine based on integrated simulation calculation and the target wind turbine is less than 10%,and the tower base loads fit well.This wind turbine reconstruction method has been validated by its application in“CNOOC Guanlan”.It can provide essential technical support for the engineering design of floating platforms and mooring systems for floating wind turbines.
关 键 词:“海油观澜号” 漂浮式风机 虚拟风机重构 缩放设计 塔底载荷
分 类 号:P751[交通运输工程—港口、海岸及近海工程] TK83[天文地球—海洋科学]
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