海上風機支撐結構狀態(tài)監(jiān)測研究進展＊

張學森,吳香國,李偉濤,蘇家戰(zhàn),胡曉江

（1.中國廣核新能源控股有限公司，北京 100070；2.福州大學土木工程學院，福建 福州 350108；3.哈爾濱工業(yè)大學結構工程災變與控制教育部重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150090；4.黑龍江大數據產業(yè)發(fā)展有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001)

1 引言

在公共投資[1]和全球氣候變化的推動下，世界范圍內對可再生能源的開發(fā)量逐年增加。2017年全球市場風電裝機容量為52492MW，約占全球總容量的10%[2]。由于海上風機具有風力更強、更穩(wěn)定，大型機組更容易運輸和部署，視覺干擾更小等優(yōu)點，風電場越來越多地建在海上[3]。然而，為確保風電機組在其使用期內(通常為20-25年)保持最佳性能，海上風電機組的維護成本較高，約為海上安裝成本的25%[4]。

風電系統的維護可以是被動性、預防性或預測性的[5-6]。預測性維護策略可以對故障進行預警，往往成本更低[7]。狀態(tài)監(jiān)測可為海上風力發(fā)電機組運行和維護提供重要依據，用于預測性維護策略。由于海上風機的運行環(huán)境惡劣，長期暴露在含鹽的海洋環(huán)境中，使得海上風電支撐結構更容易受到腐蝕[8]。此外，結構要承受長期的動力荷載作用，例如風荷載、海浪和冰荷載，疲勞問題尤其突出，因此需要準確預測結構遭受的實際疲勞損傷。綜上，要求風機支撐結構具有較高的耐腐蝕性，以及較高的強度和疲勞強度。同時，為了提高風電場的經濟效益和競爭力，也需要不斷加強運行維護。目前，針對風機支撐結構狀態(tài)監(jiān)測的研究還很少，而且大多沿用傳統的結構健康監(jiān)測策略。……