船舶 ›› 2024, Vol. 35 ›› Issue (03): 1-20.DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2024.03.001

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海上风电机组安装施工方法现状、研究进展与展望

金晶哲, 高震*   

  1. 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 上海 200240
  • 收稿日期:2024-03-15 修回日期:2024-05-13 出版日期:2024-06-25 发布日期:2024-06-24
  • 通讯作者: 高 震(1977-),男,博士,教授。研究方向:近海可再生能源利用,海洋平台随机载荷与响应分析,结构可靠性评估等领域。
  • 作者简介:金晶哲(1978-),女,博士,副研究员。研究方向:海上操作数值模拟,海洋结构物多物理场耦合动力学研究。
    高震, 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院特聘教授,挪威技术科学院院士。其先后于2000年和2003年获上海交通大学船舶与海洋工程学士学位、硕士学位,2008年又获得了挪威科技大学海洋工程专业博士学位。其长期在近海可再生能源(包括海上风机、波浪能与潮汐能装置等)、海上作业(安装与运维)、海洋平台随机载荷与响应分析、结构可靠性评估等领域从事科研与教学工作,曾任挪威科技大学海洋工程系教授,主持并参与多个挪威研究理事会、欧盟及工业界项目和国内人才项目。目前的具体研究方向涉及海洋风浪流短期与长期数值模拟、统计分析与确定性预报;海上固定式和漂浮式风机一体化设计与分析;海上风机、波浪能装置与潮流能发电机载荷响应耦合分析与数值模拟;海上风机、风能波能联合装置及潮流能发电机模型试验及软件与概念验证;海上风机安装与运维过程数值模拟与运动控制。现任国际期刊Marine Structures主编和JOMAE副主编;2012年至2018年任国际船舶与海洋结构大会(ISSC)Offshore Renewable Energy专家分会主席;2022年至2025年任Quasi-Static Response技术分会主席;2023年8月任中国造船工程学会船舶力学委员会人工智能应用技术组组长。截至2024年5月,已发表学术论文248篇,其中期刊论文151篇,Google Scholar引用8 719次,H-Index 54。
  • 基金资助:
    科技部国家重点研发项目:超大型深远海漂浮式风电机组基础关键技术及应用(2023YFB4203300); 上海交通大学海洋工程全国重点实验室开放课题项目:混凝土漂浮式风机基础的结构分析与设计优化(GKZD010089)

State-of-the-Art and Prospects of Installation Methods for Offshore Wind Turbines

JIN Jingzhe, GAO Zhen*   

  1. School of Ocean and Civil Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China
  • Received:2024-03-15 Revised:2024-05-13 Online:2024-06-25 Published:2024-06-24

摘要: 随着全球海上风电产业规模迅速扩大、风机单机容量不断增加以及风电场逐渐向深远海发展,海上风机在安装施工方面的难度与成本不断上升。为应对这一形势,需要深入研究和细化适用于大型风机(10 MW及以上)在较深水域和恶劣海况下的安装方法。因此,该文整理和介绍了目前海上风电机组的主要安装方法和海上风电安装船的特性以及在未来的发展需求;在此基础上,对现阶段海上风机安装难点进行总结。文中进一步回顾了海上风机安装数值模拟方面的研究工作进展,并详细讨论了将数值模拟与风机安装的计划阶段和现场施工阶段相结合的方案,以提高安装效率,保障安全施工。

关键词: 海上风电机组, 固定式风机, 漂浮式风机, 海上风机安装, 风电安装船

Abstract: The difficulty and cost of the installation of offshore wind turbine (OWT) increases with the rapid development of the scale of the global offshore wind industry, the continuous enlargement of the capacity of the wind turbine and the development of wind farms towards deep sea. The installation methods suitable for large wind turbines (10 MW and above) in deeper waters and harsh sea conditions shall be thoroughly studied and refined to address this situation. Therefore, this article introduces and discusses the main installation methods of OWTs and the characteristics of OWT installation vessels, as well as their future development needs. On this basis, the installation difficulties of current OWTs are summarized. The research progresses in the numerical simulation of the OWT installation are further reviewed. The scheme of combining numerical simulation with the planning and on-site construction stages of wind turbine installation is discussed in detail to ensure safe construction and improve installation efficiency.

Key words: offshore wind turbine (OWT), bottom fixed wind turbine, floating wind turbine, OWT installation, wind turbine installation vessel

中图分类号: