驳船式风-浪集成能源系统动力学响应特性研究

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关键词：海上风力机；海上风电；波浪能；集成系统；动力学响应；全耦合效应中图分类号：TK83 文献标志码：A

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随着传统能源的短缺，波浪能、风能及潮汐能等清洁可再生能源因其储量大、无污染与清洁可再生等优点备受瞩目，风能与波浪能的共生性与互补性使风-浪集成能源系统具有广阔发展前景[1-2]。

任年鑫等[3以张力腿式平台为浮式基础，构建了集成垂荡式波能发电装置（waveenergyconvertor，WEC）的能源系统，通过时域分析方法和缩尺实验进行研究分析集成系统动态响应特性并研究等效动力输出系统（powertake-off，PTO）系统对其影响；Konispoliatis等4构建了由 10MW 张力腿式平台和振荡水柱式波浪能发电装置组成的三维几何模型，并基于非线性时域分析方法研究了在特定风浪条件下其疲劳损伤和极限载荷；赵永发等5提出一种适用于南海海况的风-浪联合发电系统，研究了浮子对平台水动载荷的影响特性，结果发现与平台耦合后，浮子顺向波浪载荷增大 22.3% ，但平台载荷下降 11.3% ；Hallak等设计了由半潜式浮式基础和一个点吸收式WEC组成的联合发电装置，研究发现，多体耦合效应受波能装置的PTO系统影响，且WEC的安装也作用于集成系统水动力响应；吴鸿博等提出一种基于张力腿平台的风-浪集成能源系统设计方案，分析了典型海况下的动力响应特征及极端海况下的安全性能；王亚坡等开发了由5MW半潜式风力机和环形波浪能发电装置构成的集成系统，并设计4种不同的波能装置形状，同时优化波能装置阻尼参数和浮子长度，以期提高集成系统运动稳定性及增加系统整体输出功率；此外，李宇萌等开发了风-浪集成能源系统的一体化耦合仿真数值模型，由半潜式风力机和4个环形WEC构成，并基于时域分析方法研究了湍流风和非规则波联合作用工况下集成系统的特性，研究发现，与单个浮式基础相比，WEC可以显著提高集成系统的输出功率;Homayoun等[]基于边界元方法构建了由5MW风力机、半潜式平台和波浪能发电装置组成的集成系统，并探究风浪入射方向对平台运动特性和系统整体发电功率的影响，此外还发现 4000kN⋅s/m 为系统最优阻尼参数。（剩余12524字）