海上風電機組固定式支撐結構環境敏感性分析及極限工況下的一體化設計?

王宇航 唐浩淵 鄒亮 周揚 張杰 鄧然 帥富文 王文玲

(1.重慶大學土木工程學院 400045；2.中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司 重慶400045)

引言

隨著全球化石能源枯竭、氣候變暖以及空氣污染的日益加劇，環境問題受到人們越來越多的重視，采用清潔、高效的能源成為必然的趨勢。風電能源是一種無污染、可再生的新能源，相比傳統石油、煤炭等不可再生資源優勢明顯。風電能源主要分為陸上風電能源和海上風電能源兩類。與陸上風電能源相比，海上風電能源由于具有不占用土地資源、風速高、運行穩定等優勢，近年來開始受到國家能源主管部門和行業的廣泛關注。由于海上風機及其吊裝、基礎、海上升壓站、海纜、風電場維護的費用都遠高于陸上風電場，其經濟性較差，需要大量財政補貼。國外新能源發展過程表明，國家和公眾不會長期承擔高額的電價補貼。因此，如果海上風電的經濟性不能與傳統能源相提并論，大批量應用的目標就難以實現[1]。

與陸上風電機組不同的是，除風荷載外海上風機還同時受到波浪和海流荷載的作用，因此，海上風電機組的設計往往由整機廠商和設計院共同協作完成。以塔筒底部法蘭為界，由整機廠商負責法蘭以上部分包括風機及塔筒的設計，法蘭以下的基礎部分由設計院進行設計完成。由整機廠商提供塔筒底部法蘭截面的截面內力，作為設計院設計基礎結構時的外部荷載，在設計過程中存在上部結構和基礎的安全系數不統一、忽略了風荷載和波浪荷載間的相互影響等問題，與風機支撐結構實際受荷情況有差異。……