渤海海域導管架式風電結構冰激振動分析

田育豐

摘 要：本文對渤海某海域一導管架式風電結構進行了冰激振動分析。文中首先對該導管架式風電結構的特點進行了分析，明確了在分析中需準確把握結構的非線性特征。根據該海域冬季冰情條件，設置了合理的海冰分析工況。由概化冰力函數確定了各分析工況下的動冰力時程，進而對風電結構進行了全時域瞬態動力分析。在動力分析結果中，重點關注風機葉片在旋轉平面外的運動響應。根據對風機控制機理的分析，用葉片面外速度的非對稱性反映海冰條件對風機運行效率的影響。該分析方法和所得結論可為寒冷海域風電結構的設計與評估提供參考。

關鍵詞：海上風電結構；風機葉片；冰激振動；瞬態動力分析

0 引言

風能是目前國際公認的最具開發價值的可再生綠色能源。陸上風力發電技術已較為成熟并進入商業開發階段，與之相比，海上風電具有風能密度大、不占用土地、噪聲不影響居民等優勢，成為風電發展的主要方向。隨著海上風電的不斷發展，高緯度寒區海域的風能開發已成為全球風電產業發展的戰略核心。一方面，北半球的氣象條件決定了緯度越高風速越大；另一方面，高緯度寒區氣溫較低，空氣密度較大。這兩方面因素共同決定了高緯度寒區海域有更大的風能密度，適于發展海上風電。渤海是我國領海中唯一的高緯度寒區海域，風能儲備密度大，在我國海上風電發展中占據極為重要的戰略地位。……