海上风电场基础结构现状及发展趋势ppt课件.ppt

2020 3 29 1 海上风电场基础结构现状及发展趋势 2020 3 29 2 陆上传统发电的缺点 风电优点和发展状况 海上风电场发电的优点 2020 3 29 3 截止2012年底 全球海上风电装机容量达54l5MW 其中装机容量排名前五位的国家分别为英国 2947 9MW 丹麦 921MW 中国 390MW 比利时 380MW 和德 280MW 随着技术不断成熟 海上风力发电的安装运营成本降低 海上风力发电有着广阔的发展前景 国内外风电发展现状 海上风电场风机基础的相关费用占总投资的15 30 左右 不同的风机基础形式将直接影响其施工难度 施工进度以及风机的安装方法 从而造成总成本的波动 2020 3 29 4 2020 3 29 5 DNV规范将海上风电场的基础结构形式按照它们的属性 配置 安装方法 结构外形和材料划分为 桩承基础结构 重力式基础结构 桶形基础结构 系泊浮式结构根据它们结构外观形式又可分为5种基本类型 单桩结构 三脚架结构 导管架结构 重力式结构 浮式结构 2020 3 29 6 风电场风机基础1 重力式基础 gravitybase 2 桩式基础 pile 3 导管架式基础 jacket 4 三脚架式基础 tripod 5 沉箱 沉井 基础 caisson 6 浮式基础 floating 2020 3 29 7 2020 3 29 8 1 重力式基础 gravitybase 2020 3 29 9 2 桩式基础 pile 2020 3 29 10 3 导管架式基础 jacket 2020 3 29 11 4 三脚架式基础 tripod 2020 3 29 12 5 沉箱 沉井 基础 重力式 2020 3 29 13 5 吸力式筒形基础 suctioncaisson 负压式 单桶基础形式 多桶基础形式 2020 3 29 14 吸力式筒形基础施工步骤 2020 3 29 15 丹麦Frederikshavn海上风电场的建设中首次使用了筒形基础 其工作机理和结构特点相同于吸力桩 沉放就位时 先靠其自身以及所负的上部结构的重量插入水下泥中一定的深度 形成封闭空间 然后用泵抽汲 在筒内形成负压 最终依靠简体内与外界环境的压力差 将简体压入泥中直到预定的深度 采用开口向下的圆筒作为基础 不需要桩基固定 吸力筒基础适用于砂性土及软粘土地区 而且考虑到地震对土壤的液化作用 需要地质构造相对稳定 所以缺点是受安装海域的海床地质条件限制 需要充分考虑基础安装时的沉贯力和稳定性 以及工作时外载荷作用下基础的稳定性问题 并且要防止海流对海床的冲刷 2020 3 29 16 海上风电机组浮式基础结构用于水深50 200m的海域 对于一些浅海风能资源贫乏的国家 如美国和日本 浮式结构是海上风电机组基础结构的主要发展方向 目前 浮式结构主要有三大类 张力腿式 三 四 浮柱式和Spar式 分别以美田国家可再生能源实验室开发的张力腿结构 NRELTLP 荷兰开发的三浮柱结构 Tri floater 和日本研发的Spar结构为代表 在深海海域 风机基础称为浮体结构支撑 包括浮体结构和锚固系统 当水深 50m 采用其他形式的基础不经济时 就可以考虑采用浮体结构支撑 6 浮式基础 2020 3 29 17 浮式结构形式 来源均可参照海上石油钻井平台 2020 3 29 18 浮式基础的风机属于高耸结构 水平风载荷和垂向自重载荷数量级相当 导致浮式基础产生大幅摇摆运动 风机上的风速发生波动 从而引起发电功率的波动 发电效率降低 所以风机的整体稳定是十分重要的 2020 3 29 19 结构形式 性能特点 发展趋势 2020 3 29 20 结构形式 2020 3 29 21 有三种型式 传统式 桁架式 多柱式 性能特点