海上风电场建设与海洋工程装备研发中若干水动力学关键.pdf

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1、海上风电场建设与海洋工程装备研发中若干水动力学关键技术问题1122缪国平，朱仁传，程建生，王景全（1.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200030；2.解放军理工大学工程兵工程学院，南京210007）摘要：结合近年来在与海洋资源开发相关的水动力学方面开展的研究工作和对国内外研究进展的认识，以及海上风电设备研制和风电场的建设，就海洋工程装备研发中水动力学关键技术及其可能的发展方向作了简要的评述，以期引起有关方面对海洋工程装备研发中的关键技术研究的重视。关键词：海上风电；海洋工程；水动力学中图分类号：U661.1文献标识码：A文章编

2、号：1005-9962(2009)01-0019-04Abstract:Abriefstate-of-the-artreviewisgivenonsomekeytechnologicalproblemsandtheirdevelopingtrendsinhydrodynamicsfortheconstructionofoffshorewindpowerplantsandthedevelopmentsofoceanengineeringequipment,basedonthesurveyontherecentresearchprogres

3、sovertheworldandourownresearchactivitiesinthespecifiedfield.Thepresentreviewisaimedtoarouseattentionstotheresearchofthekeytechnologyintheresearchanddevelopmentoftheoffshoreengineeringequipment.Keywords:offshorewindpower;oceanengineering;hydrodynamics1落实科学发展观，提升海上风电场对稳定，风

4、切变和湍流度较小，总体风况优于陆地。和海洋工程装备设计研发能力，推进将风电场建在海上，可利用海上得天独厚的广阔空间和风力资源，实现规模化效益，降低风力发电的我国海洋资源综合开发的全面发展成本。据估计，在年均风速9.5m/s区域的装机容量为10万kW的海上风电场每年能生产3.6亿kWh当前，全球所消耗的油气中约有30%以上来自的电力。随着科技进步，可以预期海上风电产能将海底油田，未来人们对海洋油气资源的依赖程度越进一步增加。来越高。我国的能源形势总体来说十分严峻,陆地海上风电有其特殊的技术难点。海上风能开发和近海的石油资源有限，石油战略储

5、备不足。尽管面临的环境条件十分复杂，我们必须要考虑风、浪、我国南海（主要在深海）有丰富的油气和碳氢水化流等主要气象、水文要素对风电机设施的作用和载物资源。石油地质储量约为230~300亿t，但开发荷，对浮基风电机组还必须考虑其运动特性和定位的难度相当大。目前我国油气资源开发仍主要集中要求。海床地质构造对固基风电机组和海底电缆网在500m水深以下的近海海域，尚缺乏有效的深海络铺设是十分重要的，包括基床冲刷、淘空等长期油气开发能力。因此，优化能源结构，提高能源效效应。冰区海域还应充分考虑海冰的因素。海上施率，开发可再生能源，已成为我国贯彻落

6、实科学发工周期长、工艺复杂，对作业船舶的载荷和运动特展观、实施能源可持续发展战略的重要内容。性控制要求高。系统长期稳定运行中维护保养带来风能作为一种清洁的可再生能源，具有相当广一系列的技术问题。阔的应用前景。经过几十年的研发，陆地风能开发目前海上风电场大都位于水深20m左右的近已经具备工业价值。近年来，海上风能开发也取得海海域，采用固基的着底式风电机塔。今后将逐步了令人瞩目的进展。向水深100m甚至几百米的海域发展，浮基海上风电海上风电有其独特的优势。海上风速、风向相场将是一种经济性和实用性兼顾的重要发展方向。基金项目：国家自然科学基金

7、(50639020)；863科技项目海上风电设备研制和风电场的建设是海洋工(2006AA332Z)程装备设计研发的一个重要领域，或是海洋工程装第一作者简介：缪国平，男，教授。1948年生，1969年上备的重要拓展领域。从保证海上风电塔（固基或浮海交通大学船舶制造专业毕业，长期从事船基）、锚碇系统有效运行的观点而言，除了其本身舶与海洋工程水动力学方面的研究和教学工作。的特殊要求外，与传统的海洋工程装备（如各类海上海造船2009年第1期（总第77期）—19—洋石油平台）有相当多的共性关键技术问题。本文为固基和浮基两类。固基有重力式结构和支柱

8、式结结合我们近年来在海洋资源开发相关的水动力学构两种。浮基则由浮体及锚泊系统构成。从力学或方面开展的研究工作和对国内外研究进展的认识，结构特性上看，它与相应的海洋石油平台是类似结合海上风电设备研制和风电场的