3種典型半潛式浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)水動(dòng)力性能比較

劉 周，樊天慧，陳超核*，薛洋洋

(1.華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院，廣東 廣州 510641；2.三峽珠江發(fā)電有限公司，廣東 廣州 510030)

0 引 言

海上風(fēng)電作為一種清潔能源，具有距離經(jīng)濟(jì)中心近、風(fēng)能資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，在調(diào)整能源供給結(jié)構(gòu)、發(fā)展海洋裝備制造的領(lǐng)域內(nèi)可發(fā)揮重要作用。近些年我國(guó)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。在近海40 m水深內(nèi)，固定式風(fēng)機(jī)為主要形式；隨著水深增加，特別是在超過(guò)50 m水深處，固定式風(fēng)機(jī)成本急劇上升，浮式風(fēng)機(jī)將具有明顯優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)階段的浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)主要包括3種型式：半潛式、張力腿平臺(tái)(Tension Leg Platform，TLP)式、Spar式。在我國(guó)南海沿海大陸架處，水深主要處于50～200 m，目前主要考慮半潛式風(fēng)機(jī)，本文的研究對(duì)象OC4、Windfloat、Ideol均為此種型式。

OC4[1]基礎(chǔ)是挪威OC3-Hywind Spar式浮式基礎(chǔ)的繼續(xù)研究版本，由美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室基于DeepCwind項(xiàng)目提出的半潛式浮式風(fēng)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成了數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)?zāi)M，效果圖如圖1(a)所示。

Windfloat[2]浮式基礎(chǔ)由美國(guó)Principle Power公司基于2010年提出的半潛式浮式風(fēng)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)水動(dòng)力、強(qiáng)度、疲勞等方面進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)?zāi)M，效果圖如圖1(b)所示。

Ideol[3]浮式基礎(chǔ)是法國(guó)Ideol公司研發(fā)的Floatgen阻尼池型浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，采用鋼結(jié)構(gòu)加混凝土壓載，系泊定位，效果圖如圖1(c)所示。

圖1 3種風(fēng)機(jī)示例

在浮式風(fēng)機(jī)領(lǐng)域，針對(duì)單一形式的水動(dòng)力研究已經(jīng)比較詳盡，而對(duì)于相同形式不同結(jié)構(gòu)類型的水動(dòng)力性能的比較分析卻較少。目前國(guó)內(nèi)在半潛式浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的水動(dòng)力性能方面進(jìn)行了一定的比較和綜述[4-7]，主要有：