2张生俊-大型海上风电机组支撑结构动态特性研究 - 20240817(1).pdf

1、大型海上风电机组支撑结构动态特性研究报告人：张生俊运达能源科技股份有限公司2024年8月运达股份公司概况运达股份（SZ.300772）围绕新能源和智能电网、储能、光伏、制氢及综合能源开发，积极打造以新能源开发和碳排放管理为主的综合能源管理企业，为国家尽快构建以新能源为主体的新型电力系统提供完整的解决方案。机组在运时间机组最长在运时间超20年员工其中900余名研发和技术人员IPO深圳证券交易所上市深证A股股票代码：300772装机全球超过一万台的风电机组装机业绩风电技术研究历史中国最早从事风力发电技术研究的企业标准制定国际、国家、行业标准190余项GW 2023年度新增吊装容量10.38GW浙江

2、4.5GW福建5GW广东17GW广西7.5GW江苏9.1GW山东10GW河北天津0.9GW辽宁4GW台湾海南12.3GW上海1.8GW立足浙江深远发展辐射全国省属国企的企业使命运达股份作为浙江省规模最大的新能源制造企业、省属装备企业，为浙江能源结构转型、高端装备制造发展做出突出贡献。地缘优势省政府领导大力支持运达股份作为浙江省属企业积极投资开发浙江省区域的新能源项目。市场需求运达股份作为省属国资企业，浙江区域的风电产业集群的投资建设是公司在全国最重要的产业布局，是集团为实现“碳达峰、碳中和”战略目标的重大举措。抗台型“海鹞”平台机组抗台型“海鹰”平台机组功率等级：910MW 年均风速：79m/

3、s研发进度：批量交付功率等级：1418MW 年均风速：9m/s 研发进度：样机生产区域辽宁、山东、江苏、广西浙江近海、粤西、海南、浙南、福建、粤东风速6.8-8m/s7.28m/s7.611m/s小时数29003300h29003400h31004200h台风无有有适用机型WD225-9/10WD236-10WD260-13WD225-9/10WD260-14/15/16/18总投资10000元11000元12500元资本金收益率10%9%12%目录CONTENTS研究背景支撑结构阻尼特性支撑结构频率特性支撑结构设计思考目录CONTENTS研究背景支撑结构阻尼特性支撑结构频率特性支撑结构设计思

4、考-运达股份（S.Z.300772）-8研究背景2023年中国海上风电新增装机6.3GW，连续六年居世界前列。随着海上风电开发由近海向中深远海发展，支撑结构成本占比越来越高，目前已超过主机成本，支撑结构是海上风电平价关键点之一。支撑结构动态特性与支撑结构载荷和设计息息相关，是影响支撑结构成本的关键内在因素之一。MW支撑结构动态特性：频率、阻尼支撑结构载荷运动响应支撑结构设计和成本目录CONTENTS研究背景支撑结构阻尼特性支撑结构频率特性支撑结构设计思考-运达股份（S.Z.300772）-10支撑结构阻尼阻尼对结构的运动响应影响较大，支撑结构阻尼按其来源可分为气动阻尼、结构阻尼、水粘性阻尼、辐

5、射阻尼、桩土阻尼。在载荷仿真分析时，气动阻尼和水粘性阻尼自动考虑，结构阻尼、辐射阻尼、桩土阻尼需要等效考虑。在基础设计当中，所有阻尼比合并考虑，目前工程上借鉴海工经验取2%5%。气动阻尼结构阻尼水粘性阻尼辐射阻尼土壤阻尼Bladed载荷仿真软件自动考虑用户定义（0.23%）软件自动考虑用户定义（0.1%）用户定义基础设计（波浪谱疲劳）Bladed用户定义支撑结构阻尼比0.6%1%用户定义支撑结构阻尼比2%5%-运达股份（S.Z.300772）-11土壤阻尼土壤阻尼是由于土的塑性变形和内摩擦作用产生的，其大小与土壤的性质、桩体的运动幅度大小有关。针对浙江海域某9MW单桩进行了土壤阻尼的仿真和测试

6、，结果显示土壤阻尼和支撑结构的运动具有强线性关系。土壤阻尼跟支撑结构运动呈强线性关系11ln2iriXX 建立桩土有限元模型自由衰减运动过程阻尼分析计算现场急停过程，支撑结构总阻尼比可达1.2%低频振动传感器传感器布置-运达股份（S.Z.300772）-12气动阻尼和风浪异向风力发电机组运行中，为最大的捕获来风能量风轮系统实时偏航对风，使得整机系统在沿机舱轴线纵向有很大的气动阻尼（约为 8%），而机舱横向基本没有额外的气动阻尼。而阻尼对运动响应影响显著，如果特定频率波浪从侧面激励结构，会造成较大的运动响应。因此海上载荷计算和基础设计都需要考虑风浪异向的情况。风速（m/s）5m/s12m/s20