基于码头系泊的漂浮式风机的半潜平台运动幅值控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于码头系泊的漂浮式风机的半潜平台运动幅值控制方法，通过对预先制定的多种系缆方案进行模拟仿真和统计分析得出不同波浪周期、不同浪涌方向对系泊后的半潜平台的运动数据的影响，得到满足目标半潜平台运动幅值范围的最优系缆方案，从而可以通过得到的最优系缆方案有效降低漂浮式风机的半潜平台在码头靠泊时受潮汐影响形成的运动幅值，提高半潜平台的运动幅值控制的精度和可靠性，有效解决过大的运动幅值造成风机安装过程中连接对孔困难问题。中连接对孔困难问题。中连接对孔困难问题。

【技术实现步骤摘要】
基于码头系泊的漂浮式风机的半潜平台运动幅值控制方法


[0001]本专利技术涉及海上半潜平台在码头系泊的运动幅值控制，特别是涉及一种漂浮式风电半潜平台系泊在码头时安装风机过程中的运动幅值控制方法。

技术介绍

[0002]目前，国内漂浮式风电设备还处于样机工程安装的起步阶段。对于5MW级以上的漂浮式半潜平台，在安装完风机和塔筒以及压载的情况下，整个装备重量达到了10000多吨，这是国内绝大多数码头不能满足的承载重量。所以，半潜平台须漂浮在水中完成风力发电机组的安装。由于受潮汐涌浪影响，整个风机安装过程中，漂浮式半潜平台一直处于随波起伏状态而无法静止，特别是风机高耸的结构特点，使得其高度越高，高处的运动幅值被放大越明显，而过大的运动幅值导致风机安装过程中连接对孔困难，所以需要通过系泊的方式对半潜平台的运动幅值进行限制。然而，现有技术中，主要依靠经验、依靠选用超大规格系泊缆以及简单考虑浮动装备动能来盲目地限制浮动装备的运动幅值，对半潜平台等浮动装备运动幅值控制的精度和可靠性较差，无法满足风机安装过程中连接对孔操作对半潜平台运动幅值的要求。
[0003]因此，如何提高基于码头系泊的漂浮式风电半潜平台的运动幅值控制的精度和可靠性，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术特别创新地提出了一种基于码头系泊的漂浮式风机的半潜平台运动幅值控制方法，通过模拟仿真和统计分析得到满足目标半潜平台运动幅值范围的最优系缆方案，通过得到的最优系缆方案能够有效降低漂浮式风机的半潜平台在码头靠泊时受潮汐影响形成的运动幅值，提高半潜平台的运动幅值控制的精度和可靠性。
[0005]为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种基于码头系泊的漂浮式风机的半潜平台运动幅值控制方法，所述方法包括如下步骤：利用水动力分析软件根据目标半潜平台的设计图建立所述目标半潜平台的平台仿真模型；利用水动力分析软件根据预先制定的所述目标半潜平台的多种系缆方案对应的多组系缆数据和所述平台仿真模型建立多个平台系缆仿真模型，其中，所述多组系缆数据和所述多个平台系缆仿真模型一一对应，每一组所述系缆数据包括系缆数量和系缆位置，不同系缆方案的系缆数量和/或系缆位置不同；设置仿真参数，其中，所述仿真参数包括常量参数和环境影响因子，所述环境影响因子包括目标系泊码头在目标安装时段对应的历史时段内的波浪周期和浪涌方向；利用水动力分析软件根据设置的仿真参数对每一种系缆方案对应的平台系缆仿真模型进行数值模拟仿真得到每一种系缆方案在不同波浪周期和不同浪涌方向下所述目
标半潜平台的运动数据，其中，所述运动数据包括所述目标半潜平台的平动位移、转动位移、加速度和系缆力；分别对各系缆方案在不同波浪周期和不同浪涌方向下所述目标半潜平台的运动数据进行统计分析得到各个系缆方案对应的分析结果；基于所述各个系缆方案对应的分析结果和预设的风机安装时所需满足的目标半潜平台运动幅值范围确定最优系缆方案。
[0006]优选地，所述分别对各系缆方案在不同波浪周期和不同浪涌方向下所述目标半潜平台的运动数据进行统计分析得到各个系缆方案对应的分析结果包括：基于极值统计分析方法分别对各系缆方案在不同波浪周期和不同浪涌方向下所述目标半潜平台的运动数据进行统计分析得到各个系缆方案对应的分析结果。
[0007]优选地，所述基于所述各个系缆方案对应的分析结果和预设的风机安装时所需满足的目标半潜平台运动幅值范围确定最优系缆方案包括：基于所述各个系缆方案对应的分析结果从预先制定的所述目标半潜平台的所述多种系缆方案中筛选出能够满足预设的风机安装时所需满足的目标半潜平台运动幅值范围的待选系缆方案组；对所述待选系缆方案组中的各个系缆方案的分析结果进行极值比较，以从所述待选系缆方案组中筛选出环境影响因子对所述目标半潜平台的运动幅值影响最小的系缆方案作为所述最优系缆方案。
[0008]优选地，所述基于所述各个系缆方案对应的分析结果和预设的风机安装时所需满足的目标半潜平台运动幅值范围确定最优系缆方案包括：根据不同的特定浪涌条件下所述各个系缆方案对应的分析结果绘制不同的特定浪涌条件下目标半潜平台的运动数据变化趋势曲线图，其中，所述特定浪涌条件是指特定的波浪周期和特定的浪涌方向；根据各个特定浪涌条件下的目标半潜平台的运动数据变化趋势曲线图和预设的风机安装时所需满足的目标半潜平台运动幅值范围确定最优系缆数量和最优系缆位置得到所述最优系缆方案。
[0009]优选地，所述多种系缆方案为根据所述目标半潜平台的设计图和目标系泊码头的条件数据制定。
[0010]优选地，所述目标系泊码头的条件数据至少包括防波堤数据、系缆桩间距和系缆桩的系缆点与目标半潜平台的系缆点之间的相对高度，其中，所述防波堤数据是指所述目标系泊码头是否设置有防波堤。
[0011]优选地，所述常量参数包括目标半潜平台的排水量、吃水深度、中心位置、惯量、修正阻尼，以及目标系泊码头的最大水流速度、平均水深。
[0012]优选地，所述水动力分析软件为AQWA软件。
[0013]本申请公开的技术方案与传统单纯依靠经验、依靠选用超大规格系泊缆以及简单考虑浮动装备动能来盲目的限制浮动装备运动幅值不同，通过对预先制定的多种系缆方案进行模拟仿真和统计分析得出不同波浪周期、不同浪涌方向对系泊后的半潜平台的运动数据的影响，得到满足目标半潜平台运动幅值范围的最优系缆方案，从而可以通过得到的最优系缆方案有效降低漂浮式风机的半潜平台在码头靠泊时受潮汐影响形成的运动幅值，提
高半潜平台的运动幅值控制的精度和可靠性，有效解决过大的运动幅值造成风机安装过程中连接对孔困难问题。
[0014]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0015]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术一种优选实施方式中基于码头系泊的漂浮式风机的半潜平台运动幅值控制方法的流程图。
具体实施方式
[0016]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0017]本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0018]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种基于码头系泊的漂浮式风机的半潜平台运动幅值控制方法，该方法可以包括如下步骤：S101,利用水动力分析软件根据目标半潜平台的设计图建立目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于码头系泊的漂浮式风机的半潜平台运动幅值控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：利用水动力分析软件根据目标半潜平台的设计图建立所述目标半潜平台的平台仿真模型；利用水动力分析软件根据预先制定的所述目标半潜平台的多种系缆方案对应的多组系缆数据和所述平台仿真模型建立多个平台系缆仿真模型，其中，所述多组系缆数据和所述多个平台系缆仿真模型一一对应，每一组所述系缆数据包括系缆数量和系缆位置，不同系缆方案的系缆数量和/或系缆位置不同；设置仿真参数，其中，所述仿真参数包括常量参数和环境影响因子，所述环境影响因子包括目标系泊码头在目标安装时段对应的历史时段内的波浪周期和浪涌方向；利用水动力分析软件根据设置的仿真参数对每一种系缆方案对应的平台系缆仿真模型进行数值模拟仿真得到每一种系缆方案在不同波浪周期和不同浪涌方向下所述目标半潜平台的运动数据，其中，所述运动数据包括所述目标半潜平台的平动位移、转动位移、加速度和系缆力；分别对各系缆方案在不同波浪周期和不同浪涌方向下所述目标半潜平台的运动数据进行统计分析得到各个系缆方案对应的分析结果；基于所述各个系缆方案对应的分析结果和预设的风机安装时所需满足的目标半潜平台运动幅值范围确定最优系缆方案。2.根据权利要求1所述的基于码头系泊的漂浮式风机的半潜平台运动幅值控制方法，其特征在于，所述分别对各系缆方案在不同波浪周期和不同浪涌方向下所述目标半潜平台的运动数据进行统计分析得到各个系缆方案对应的分析结果包括：基于极值统计分析方法分别对各系缆方案在不同波浪周期和不同浪涌方向下所述目标半潜平台的运动数据进行统计分析得到各个系缆方案对应的分析结果。3.根据权利要求2所述的基于码头系泊的漂浮式风机的半潜平台运动幅值控制方法，其特征在于，所述基于所述各个系缆方案对应的分析结果和预设的风机安装时所需满足的目标半潜平台运动幅值范围确定最优系缆方案包括：基于所述各个系缆方案对应的分析结果从预先制定...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，蒋运和，候承宇，董晔弘，仵文松，王叶，倪远翔，周闯，
申请(专利权)人：广东海装海上风电研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：