风电漂浮式风机十大痛点

   在海上风电领域，走向深远海是长远趋势，而海上风电漂浮式的风机设计却面临十大痛点。据相关专家分析，现有十大痛点技术瓶颈，但同时也是推动漂浮式风电技术发展的关键研究方向。

 痛点一：一体化仿真与设计工具链仍不完善，表现在：主流商业软件开展浮式基础的结构响应、局部强度分析时，尚未具有高效、全耦合、一体化设计方法；不同学科团队采用不同仿真工具，多工具接口复杂、数据传递不畅：工具各有优劣，工具应用时缺乏行业共识的高精度、高效的实践做法。

   痛点三：耦合动力学仿真中的水动力挑战，即：随着漂浮式风机的大型化，现有仿真方法难以应对浮体刚度和模态变化带来的影响。表现在：极端生存工况下，水动力载荷的粘性以及非线性成分增加，势流理论的基本假设条件不再适用；同时，随着机组大型化、浮体尺度增加，浮体的刚体假设不再适用，需考虑浮体刚度和模态对整机模态及水动力载荷的影响。

   痛点四：浮式基础强度设计尚未实现一体化，体现在：浮式基础的强度设计仍然依赖于风载和浪载的分步叠加，这种方法导致了设计冗余和不确定性；目前成熟的浮体方案成本较高，难以实现商业化部署；诸多新概念、新型浮体低成本大规模量产路径不清晰，业界尚未达成共识；此外，还需考虑如何同时实现浮体轻量化和结构强度，以及如何在前端设计、后端制造、组装效率间取得平衡。

   痛点五：系泊系统的降本路径不明确，表现在：系泊系统设计的多样化使得降本变得更加复杂，业内仍缺乏针对漂浮式风机水深和环境条件的低成本解决方案；系泊系统失效概率相对较高，新型系泊组件、系泊材料等尚未经过充分验证的降载与低成本解决方案，推广应用难度大、风险高。

   痛点六：动态缆设计复杂且面临巨大压力，即：漂浮式风机动态海缆传输功率高、偏移量大、动态载荷大，在高载流和高电压下面临巨大压力，又遭受海生物附着影响，致使结构、电气和水中构型设计极具挑战。体现在：高载流、高电压、大尺寸带来高疲劳荷载，大幅运动急剧增大附件设计难度，海洋生物附着严重制约电缆构型。

        痛点七：叶轮、传动链与塔架的耦合振动难以规避，表现在：当前的漂浮式风机设计仍基于固定式风机方案，只是结合浮体特性与风场环境进行适应性改进，叶片、传动链、塔架振动频率、叶轮转速频率避开共振的设计更加困难；受浮体运动影响，塔架的承载要求大幅提高，刚性-刚性设计导致塔架用钢成本显著增加；针对不同于当前风机架构的漂浮式风机，性能和成本优势也尚未得到明确论证。

   痛点八：闭环控制的稳定性难题，表现在：漂浮式风机浮体纵摇与叶片变桨耦合失稳问题；叶片变桨带来的负阻尼效应，引发漂浮式风机的控制系统的失稳问题。

   痛点九：水池缩尺试验的局限性，表现在：水池缩尺试验是漂浮式风机的重要验证手段，但由于气动雷诺数、水动弗劳德数相似性不兼容，存在一定的模拟局限性；水池试验中的风浪相互作用与缩放问题；复合材料系泊缆的刚度与弹性问题。

         痛点十：远程监测和机组可靠性验证不足，表现在：随着风机逐步部署在深远海区域，可达性差、非计划运维多，且远程监测技术的难度不断增加；大型化海上风电机组正经历着快速迭代发展的阶段，但许多新设计、新工艺还没有得到长时间充分验证，机组可靠性验证不充分。

   本文来源：海虹老人佐敦PPG国际油漆之家
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