海上風(fēng)電升壓站平臺(tái)設(shè)計(jì)及有限元計(jì)算分析

徐志偉

（揚(yáng)州浩辰電力設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225000）

0 引言

近年來，我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。海上風(fēng)電以其資源豐富、不占用土地、發(fā)電利用小時(shí)數(shù)高等特點(diǎn)，成為推動(dòng)風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步、促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要發(fā)展方向。海上風(fēng)電升壓站是海上風(fēng)機(jī)與電網(wǎng)連接的關(guān)鍵設(shè)施，風(fēng)電經(jīng)升壓站匯集升壓后，由海纜輸送至陸地電網(wǎng)，其技術(shù)水平?jīng)Q定了我國海上風(fēng)電的發(fā)展速度，也影響著我國碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[1]。

目前，已有設(shè)計(jì)單位開展海上風(fēng)電升壓站的設(shè)計(jì)和研究工作[2-3]。本文根據(jù)某海上風(fēng)電升壓站所處的海洋環(huán)境工況，對(duì)海上風(fēng)電升壓站平臺(tái)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬[3-10]，為海上風(fēng)電升壓站平臺(tái)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供依據(jù)。

1 工程概況及運(yùn)行環(huán)境介紹

某海上風(fēng)電升壓站工程項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)面積約58 km2，規(guī)劃裝機(jī)容量為201MW，布置67臺(tái)風(fēng)機(jī)，單機(jī)容量3MW，平均距陸地約14 km。海上設(shè)升壓站1座，升壓站主變壓器選用2臺(tái)容量為110MVA的三相雙繞組有載調(diào)壓變壓器，配置2套126 kV GIS，采用線變組接線，經(jīng)雙回110 kV海底電纜與陸上升壓站連接。

海上風(fēng)電升壓站運(yùn)行環(huán)境十分惡劣，常年受大風(fēng)、海浪和洋流的影響，還面臨著臺(tái)風(fēng)、地震和巨浪等極端條件的威脅，這些都對(duì)海上升壓站的建造和運(yùn)行帶來了巨大風(fēng)險(xiǎn)[11-12]。該海上升壓站所在區(qū)域風(fēng)參數(shù)如表1所示。

表1 風(fēng)參數(shù)Tab.1 Parameters of the wind

2 海上風(fēng)電升壓站平臺(tái)設(shè)計(jì)

根據(jù)海上風(fēng)電升壓站的功能需求，該升壓站上部平臺(tái)采用鋼制桁架結(jié)構(gòu)，設(shè)備安裝部分設(shè)計(jì)為四層甲板，分別是底層甲板、底部甲板、中間甲板和頂部甲板，如圖1所示。……