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海上風(fēng)電漂浮式基礎(chǔ)平臺及其風(fēng)險分析

2012-08-08 來源:《風(fēng)能》 瀏覽數(shù):8326

  現(xiàn)有的風(fēng)電機組等級劃分標(biāo)準(zhǔn)可能對FWTP 并不適合。迄今為止唯一的商業(yè)化FWTP 使用的是I 類風(fēng)電機組(HyWind 采用了西門子SWT-2.3-93 機型)。然而,由于風(fēng)電機組設(shè)計的改變,并已變成了FWTP 專署特性,一個針對FWTP 的等級劃分標(biāo)準(zhǔn)的需求可能就會出現(xiàn)。
  風(fēng)險評估不足。新技術(shù)帶來了對于其可實現(xiàn)性水平很大的不確定性。動態(tài)二級響應(yīng)負(fù)載和頻率可能會比原始負(fù)荷造成更大的損害。風(fēng)險模型必須使用模型、箱體測試和樣機實際表現(xiàn)進(jìn)行驗證。
  模擬仿真和箱體的測試精度。相應(yīng)的軟件必須被其他已經(jīng)認(rèn)可的軟件進(jìn)行驗證,并且其結(jié)果必須再使用實時數(shù)據(jù)根據(jù)樣機實際表現(xiàn)進(jìn)行驗證。可喜的是,行業(yè)內(nèi)有證據(jù)表明,不同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范之間的相互驗證正在進(jìn)行,例如Principle Power 和美國國家可再生能源實驗室(NREL)之間。設(shè)計變更控制。任何設(shè)計變更都需要采用有限元法進(jìn)行徹底的建模與分析。
  必須對FWTP 的尾流影響進(jìn)行研究,因為平臺運動相比較固定式可能導(dǎo)致更多的湍流。其影響將會減少發(fā)電量,并加快轉(zhuǎn)子和傳動系統(tǒng)的疲勞。歐洲有多個海上風(fēng)能資源豐富地區(qū)正在嘗試?yán)孟冗M(jìn)設(shè)備如激光雷達(dá)了解現(xiàn)有海上風(fēng)電場尾流影響。
  (二)生產(chǎn)和制造風(fēng)險
  正如FWTP 的制造商所指出的,建設(shè)過程的質(zhì)量保證(QA)將是至關(guān)重要的,因為FWTP 將被安裝在那些存在重復(fù)的低循環(huán)應(yīng)力的特殊環(huán)境中。生產(chǎn)廠商必須小心謹(jǐn)慎地控制焊接、材料、防腐及出廠測試等環(huán)節(jié)。
  (三)運營風(fēng)險
  在運營過程中,F(xiàn)WTP 所使用的以下元器件將需要一個更高的標(biāo)準(zhǔn):
  首先是FWTP 的運動監(jiān)測系統(tǒng),它將會在該平臺的傾斜度和滾動位移超出規(guī)定值的情況下讓風(fēng)電機組停機。例如,Principle Power的WindFloat 理念是設(shè)計成當(dāng)塔架傾斜角超過10 度的時候停機。
  漂浮風(fēng)電場運營商還需要仔細(xì)監(jiān)測天氣預(yù)報,以確保風(fēng)電機組可以在極端天氣或巨浪載荷來臨之前停機。
  泄漏檢測系統(tǒng)。對盡早探測到任何一個防水密封或塔架入口發(fā)生漏水將是個關(guān)鍵。
  位置檢測系統(tǒng)。如果FWTP 由于固定錨索失效而導(dǎo)致其離開初始位置,它會拉起警報。
  最后,風(fēng)電機組的結(jié)冰檢測系統(tǒng)必須是可靠的,尤其是對那些應(yīng)用于冬季風(fēng)暴多發(fā)地區(qū)的機組,因為這些地區(qū)的氣候會導(dǎo)致大量的冰積聚而增加轉(zhuǎn)子的重量,這樣可能會加速轉(zhuǎn)子和傳動系統(tǒng)的疲勞損傷。在這些地區(qū)部署的風(fēng)電機組可配備加熱元件,并且該加熱系統(tǒng)必須非常可靠,一旦發(fā)生故障要具有失效保險模式以確保其可以繼續(xù)正常工作。
  (四)張力腿平臺風(fēng)險
  張力腿平臺具有較高的運行設(shè)計風(fēng)險,因為它要依賴浮力來保持穩(wěn)定。在固定錨索或是錨失效的情況下,其避免傾覆的穩(wěn)定性不夠,這個問題可采用額外的固定錨索進(jìn)行緩解,但會增加成本。

 

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