海上风力发电机组载荷设计工况研究及对比分析

海上风力发电机组载荷设计工况研究及对比分析

作者：廖丹

来源：《科技视界》2017年第08期

【摘要】基于海上风电机组，本文主要分析介绍了海上和陆地风力发电机组工况上的区别，并依据海上风力发电机组的设计工况和模型分析方法，用Bladed软件进行海上风电机组的载荷计算，并与相应的陆上机组载荷进行了简单对比。

【关键词】海上风电机组；海上机组设计工况；载荷计算

0 概述

海上风力发电机组开发时，前期主要针对海上风资源研究（基本原理，风数据/坐标数据获取，模型方法，发电量，损失因素和不确定因素，预测），最重要的是对海上风载和浪载（载荷来源，工况与模型，浪载（疲劳和极限载荷）的分析和评估，之后再利用Bladed软件进行风波联合载荷等海上风电特殊载荷的计算。

1 陆上风力发电机组设计载荷工况[1]

陆上风力发电机组设计载荷工况包含以下八大类工况（DLC）：

（1）发电工况（1.1～1.9）：风机模型应考虑风轮不平衡、风轮制造所规定的最大质量和气动不平衡限制、最佳运行工况实际同理论的偏差。在计算中应假设各种情况的最不利组合，如风向改变与典型偏航角度误差组合与电气接头损坏组合，应包含由大气湍流引起的载荷要求。1.3和1.6～1.9规定了作为风力发电机组寿命评定的可能临界事件的瞬态情况。在DLC1.4和1.5中，考虑了由于外部故障和电气接头损坏引起的瞬变事件。

（2）发电和产生故障（2.1～2.3）：假设控制和保护系统的任何故障，或电气系统的内部故障（如发电机短路）在发电期间发生。其中2.1，控制系统故障属正常事件。2.2，保护系统或内部电气系统故障为罕见事件。如果某一故障没引起立刻停机，随后的载荷可导致结构产生明显疲劳损伤，则应在2.3中定义这种工况持续的时间。

（3）启动（3.l～3.3）：包括从静止或空转状态到发电这一过渡期间产生载荷的所有事件。

（4）正常关机（4.1～4.2）：包括从发电到静止或空转状态的正常过渡期间产生载荷的事件。

（5）应急关机（5.l）：由于应急关机引起的载荷。

（6）停机（静止或空转）（6.1～6.2）：停机后的风轮可能处于静止或空转状态，采用极端风况对其进行设计。如果某些零部件产生明显疲劳损伤（如空转叶片重量引起的），还应考虑在每个适当风速下所预期的不发电小时数以及电网损坏对停机后的风机影响.

（7）停机和故障状态（7.1）：如果风机正常特性变化是由任一非电网损坏故障引起时，应作为工况考核之列。故障状态应当同极端风速模型（EWM）及一年重复周期相组合。

（8）运输、组装、维护和修理（8.1）：该过程中，对风机产生的载荷，应考虑最大允许风况。

载荷计算应考虑以上设计载荷情况，也应考虑由风力发电机组自身（尾流诱导速度、塔影效应等）引起的空气流场扰动、三维气流对叶片气动特性的影响（如三维失速和叶尖气动损失）、非定常空气气动力学效应、结构动力学和振动模态的藕合、气动弹性效应。

2 海上风力发电机组设计的载荷工况

与陆上风电机组相同，海上风力发电机组也是正常载荷工况、极端载荷工况、特殊载荷工况及运输载荷工况，所不同之处在于，在陆地风机载荷工况基础上多加了海上特定的海波工况载荷[3]。

2.1 正常载荷工况

如表1定义如下：N1.0与陆上风机具有相同的定义，载荷等于海波载荷与风载荷之和；N1.1、N1.2、N 1.3、N1.4、N1.5为运行工况发生变化时，加上海波载荷突减的情况。N2.0正常启动时的风载荷加海波载荷的情况，N2.1阵风启动时，海波载荷突减的情况。特别是规定了机组正常运行温度发生变化时的海波载荷突减的工况。

2.2 极端载荷工况

海上风力发电机在极端的外部条件下运行的载荷工况，定义见表2。从表中的定义可知海上风机极端载荷工况等于所有的极端风况条件再加上极端海波工况。

2.3 特殊载荷工况

海上风力发电机在特殊的外部条件下运行的载荷工况，定义见表3。从表中的定义可见所有的陆地风机的特殊工况条件再加上特定的海波工况。

2.4 安装载荷工况

海上风力发电机在安装和运输的外部条件下的载荷工况，定义见表4，从表中的定义可见停机和静止工况条件再加上特定的海波工况或用户的定义。

3 载荷对比结果及结论

利用Bladed软件在设计界面增加波浪、潮汐等海上风机特有的载荷，如图1所示。并将海上机组载荷和相似类型陆上机组载荷部分部位极限载荷对比，从对比结果图2图3中可以发现海上载荷相对陆上载荷而言，会相对增加。

【参考文献】

[1]Engineering Sciences Data Unit （ESDU）： Wind Engineering， Vol. 1， London， 1994.

[2]American Petroleum Institute （API）： Recommended Practice for Design and Construction of Fixed Offshore，Platforms， PR 2A， Chapter 2.3.6： Earthquake， Washington，1987.

[3]European Wind Turbine Standards， Load Spectra For Wind Turbine Design， JOULE II （JOU2-CT93-0387），Project results， European Commission EUR 16898 EN.

[责任编辑：朱丽娜]

海上风电项目的“一体化设计”难点分析

海上风电项目的“一体化设计”难点分析 自从我国风电行业开始涉足海上项目以来，“一体化设计”的概念一直被广泛传播。这个最初源于欧洲海上风电优化设计的名词，相信无论是整机供应商、设计院，还是业主、开发商，都在各种场合不止一次地使用或者听到过。 而对于“一体化设计”的真正内涵以及国内风电项目设计中阻碍“一体化设计”目标实现的因素，并不是每个使用这个词的人都能说得清楚，甚至很多从业者把实现“一体化建模”等同于实现“一体化设计”，对该设计解决和优化了哪些问题也缺乏探究，不利于未来通过“一体化设计”在优化降本上取得切实成效。 本文对当前海上风电行业在“一体化设计”方向上需要解决的部分客观问题加以描述，以增进行业对此的了解，并提出可能的研究方向。 “一体化设计”的内容和意义 “一体化设计”是把海上风电机组，包括塔架在内的支撑结构、基础以及外部环境条件(尤其是风况、海况和海床地质条件)作为统一的整体动态系统进行模拟分析与校核，以及优化的设计方法。运用这种方法，不仅能更全面地评估海上风电设备系统的受力状况，提升设计安全性，也能增强行业对设计方案的信心，不依赖于过于保守的估计保证设计安全，为设计优化提供了空间，有利于系统的整体降本。

根据鉴衡认证对某5.5MW 四桩承台机组模拟测算的结果，相比现有的机组与基础分离迭代的设计方法，海上风电一体化设计能够进一步优化整体结构(见表1)。在平价上网压力下，“一体化设计”是海上风电行业降本的必然途径之一。 “一体化设计”难点分析 目前，机组和基础的设计分别由整机供应商、设计院负责。想要实现真正的“一体化设计”，仍有以下几个方面必须做到统一：设计标准、建模一体化、工况设定与环境条件加载的一体化以及动态载荷的整体提取。 一、标准一体化 当下，海上风电行业涉及的标准较多，与风电机组设计相关的主要是IEC61400系列国际标准及其对应国标，设计院的基础设计主要受港工设计标准(如：JTJ215、JTS167-4 等)以及部分行业标准(如：NB-T10105 等)的约束。国际标准从整体设计的角度，对基础的设计方法一并明确了要求，但其与港工设计标准、行业标准在一些要求或指标上存在重叠与冲突。其中一个比较突出的例子是，在极限载荷上，风电行业的国际标准通常使用1.35 的安全系数，而国内港标、行标使用1.4、1.5 的安全系数，从而增加了基础的成本。行业正在积极推进这些标准的统一化工作，例如，提出一些风电专属标准，以解除设计院受到的束缚。 二、建模一体化 海上风电机组、基础与多种外部环境条件是一个统一的整体，对这些结构和边界条件进行整体建模仿真是“一体化设计”最基本的要求，因为只有这样才能充分考虑机组和基础的整体动力学响应，并且有可能实现设计优化上的整体调整和全局寻优。目前，很多项目或多或少都会开展一体化建模工作，并将其作为完成了“一体化设计”的标志。但是如果因此就忽视了其他问题，可能让行业对“一体化设计”的理解过于狭隘。受限于机组和基础设计责任主体分离的现状，即使仅对“一体化建模”这一项，关注点也不应为有没有进行整体建模仿真，而是是否实现了全局寻优。 随着整机企业研发能力的提升，设计院合作模式的开放，以及第三方在其中可以起到的知识产权保护和协调粘合的作用，全局优化是可能实现的。由于基础模型相对于机组模型更易于开放，因此，这个任务更多地有赖于整机供应商机组整体设计能力的提升，以及他们能够影响设计院基础设计的程度。

海上漂浮式风电机组风波载荷计算与分析

海上漂浮式风电机组风波载荷计算与分析随着科技的发展和能源消耗的增加，绿色能源成为人们关注的焦点，风能作为一种清洁可再生的能源，成为大家重视的对象。风能发电是一种将能量转变为有用能源的方法，但目前由于技术问题，这种发电并不能实现稳定的电力供应，因此缩小采用风能发电的问题成为当前的重要任务。 漂浮式风电机组是目前发展最快的风电装置之一，它以海洋环境为特点，具有无基础架设、抗风波载荷能力强等特点。由于海洋环境对漂浮式风电机组的风波载荷有巨大影响，因此精确的计算和分析海上漂浮式风电机组的风波载荷是今后研究中必须解决的问题。 首先，应该正确理解海洋环境中的风波载荷。它是由水的风压应力和浪的动压应力共同作用的结果，其中主要有风压水平力和风压立体力、浪压水平力和浪压立体力四大类载荷。其次，应该采用合理的工程计算方法，建立适应漂浮式风电机组特征的计算模型，分析载荷的水平分布及超载程度，计算漂浮式风电机组的极限力和装置的稳定性，并进行性能分析以判断风速的变化对系统的影响。最后，应该建立计算机数值模拟软件，进行风波载荷的实时监测，以改善漂浮式风电机组的可靠性及系统性能。 此外，要准确掌握海上漂浮式风电机组的风波载荷，也可以考虑采用船舶标准载荷进行分析，并借助相关技术进行风波动力学模拟，通过计算风力载荷对漂浮式风电机组的影响，提出设计优化方案，提高装置的稳定性和可靠性。

因此，准确计算和分析海上漂浮式风电机组的风波载荷，不仅有利于改善发电装置的稳定性，而且还推动了风能发电的发展，受到了广泛的关注。未来，将继续在此方面进行深入研究，尽快把风能发电运用到大范围，实现绿色能源的发展。 总之，通过正确理解海洋环境中的风波载荷，采用合理的工程计算方法，建立适应海上漂浮式风电机组特征的计算模型，分析载荷的水平分布及超载程度，计算漂浮式风电机组的极限力和装置的稳定性，建立计算机数值模拟软件，进行风波载荷的实时监测，通过船舶标准载荷进行分析，进行风波动力学模拟，可以准确掌握海上漂浮式风电机组的风波载荷，改善发电装置的稳定性，促进风能发电的发展。

海上与陆地风机发载荷工况的对比

海上与陆地风机发电机组设计载荷工况的分析对比 邓英温和旭姚兴佳衣传宝王建国 沈阳工业大学风能技术研究所 110023 沈阳辽宁 摘要文章从兆瓦级风力发电机的结构特点和应用范围角度上，给出了海上和陆地风力发电机组主要特点和区别，特别是较详细的给出了海上风力发电机组四种工况41个条件下的载荷工况，与陆地风力发电机组IEC规定的载荷工况进行对比，得到机组设计中正常工况载荷、极端工况载荷、特殊工况载荷及安装运输工况载荷的主要特性，海上和陆上风机的载荷工况特点；特别是提出了设计中应当注意的几个问题，在进行技术设计时，首先是机组安全设计，然后是可靠性和使用寿命设计，最终达到海上风力发电机组可靠稳定运行。 1、概述 随着陆地风力发电技术的的日益成熟，陆地上的有限风能相继开发，人们又想到了海上丰富风能资源，考虑建设海上风电场。海上风电场的风速高于陆地风电场的风速，但海上风电场与电网联接的成本比陆地风电场要高。综合上述两个因素，海上风电场的成本和陆地风电场基本相同。这样一股建设海上风电场的的热潮在世界范围掀起，海上风力发电机的组成为业内关注的焦点，它与陆地风力发电机组的区别主要体现在地基建设的难度高，机组各部件载荷比陆地机组强度大，安全设计采用特殊安全等级。从外部特征上表现在不同之处如下：（1）、电网连接

国外好多海上风电场电网没有直接并网，而是采用AC(交流输电线)方式并入该地区的输电系统。但有些风电场如瑞典、挪威和德国的其联网方式采用直流方式，输电方式采用高压直流输电。 （2）、敷设海底电缆 海上风电场通过敷设海底电缆与主电网并联，为了降低捕鱼工具、锚等对海底电缆造成破坏的风险，海底电缆必须埋起来。如果底部条件允许，可用水冲海床(使用高压喷水)，然后使电缆置入海床而不是将电缆掘进或投入海床，这样做的方法最好。 （3）、联结电压 对于120-150兆瓦容量的风电场与30～33千伏的电压等级相联时，每个风电场中，会有一个30～150千伏变电站的平台和相应的辅助设备。与大陆的联结采用150千伏电压等级。 （4）、远程监控 海上风电场远程监控要比陆地远程监控更重要一些，海上风电场的工作人员难于跑到现场观测机组，采用远程智能监控更利于运行管理。（5）、定期检修 在天气条件比较恶劣的情况下，维修人员很难接近风机，风机得不到正常检修和维护，就会存在安全隐患。所以，确保海上风机高可靠性显得尤其重要。对于一些偏远的海上风电场，应合理设计风机的定期检修程序。 （6）、实验运行 为了保证机组的可靠性，海上风力发电机组必须通过实验运行，来验

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海上风电场工程风电机组基础设计规范 摘要：随着全球能源转变的加速，海上风电场工程发展步伐越来越快，设计质量也越来越受到重视。本文重点介绍了海上风电场工程风电机组基础设计规范，包括选址、地基与架空线路、机组安装、传动系统等，涵盖了各个方面的设计要求，以确保整个过程的可持续性。 1论 随着经济社会的发展和能源危机的加剧，促进可再生能源发电的能源转变正在各国大力推进，海上风电场正在受到越来越多的关注和应用。与陆上风力发电站相比，海上风力发电存在地域性、环境性、运行维护性等问题，需要采取特殊的设计措施，以满足特殊工况下的要求，以达到最佳的经济利益。 本文结合海域风电场的特点，详细阐述了海上风电场工程风电机组基础设计的细节要求，从选址、地基与架空线路设计、机组安装、传动系统等方面全面研究，以保证工程施工质量，提高安全性能，满足节能减排特点。 2址 海上风电场的选址是根据机组安装的要求，综合考虑水深、风速、海浪高度、海域环境、其他海底工程等因素来决定的。主要要求如下： (1)深适宜：为了满足机组安装的要求，选址处水深情况要适宜，一般要求水深不小于30米。 (2)速充足：选址的地方要求风速充足，风速应不小于7m/s。 (3)浪高度控制：选址还要求海浪高度较小，以满足机组安装和

安全运行的要求，一般要求海浪高度不超过6m。 (4)域环境保护：选址要求海域环境良好，考虑周边水域环境要求，应避免造成污染、破坏海洋生态环境。 (5)他海底工程：安装风机的地方，要求不会影响其它海底工程 的建设，以达到安全、高效的工程进度。 3基与架空线路设计 （1）地基：海上风电场的机组安装是围绕地基进行的，其设计 要求考虑地基的稳定性、抗冲击性和抗拉拔性。机组的基础结构要考虑地基的稳定性，采用混凝土、钢结构等结构材料防止机组被活动海浪大量拉扯。 （2）架空线路：海上风电场架空线路的设计与陆地架空线路没 有太大的不同，但由于海底环境的特殊性，需要采用特殊的材料和技术手段，对架空线路结构进行加固，防止海流、海浪等因素的冲击，保证架空线路的安全性。 4组安装 海上风电场机组的安装主要涉及机组本体和传动系统，要求精确、安全、可靠。机组本体安装要满足抗冲击、抗剪切和负荷平衡等要求，确保机组能够稳定运行；对传动系统安装要求要根据实际工况，确保装设平稳，防止由于机组扭转和高低潮而引起的传动失灵。 5 传动系统 传动系统的设计要求考虑机组的结构尺寸，确定机组的总体体积，以确保机组的装配和安全性能。同时考虑传动润滑以及机组的效率，

风力发电机组吊装过程中动载荷系数的分析

风力发电机组吊装过程中动载荷系数的 分析 摘要：本文通过风力发电机组在实际吊装过程中的计算载荷值、低速移动（提升）阶段的动载荷值、风速、气温等参数的对比，特别是针对大型超长柔性的风电叶片、组装后的风轮吊装，进一步分析现行的行业施工规范和相关规定中动载荷系数值的选取合理性。 关键词:计算载荷；动载荷；动载荷系数；抬吊；超长柔性叶片 [中图分类号]TK83[文献标识码]A 引言 近些年，随着国家“30.60碳中和、碳达峰”的提出，新能源风力发电项目的建设进入快速增长的阶段，《“十四五”可再生能源发展规划》报告的指出，我国在“十三五”期间，可再生能源实现了跨越式发展，装机规模稳居世界领先地位，利用小时数、装备制造业技术水平、产业核心竞争力迈上新台阶，取得了举世瞩目的成绩，为“十四五”可再生能源高质量发展奠定了坚实基础。特别是风电装机增长十分迅速，每年屡创新高，2019、2020、2021年新增吊装容量分别达到18.9GW、57.8GW、55.92GW，风电设备安装台数10916台、20401台、15911台。截止到2021年底，全国风电的累计装机达到328.5GW；机组的单机容量逐年增大，风力发电机组的叶片长度已由早期的40米左右发展到现在90米左右，机舱、轮毂的重量也发生了非常大的改变。在大量关于起重设备的研究中，关于风力发电机组设备安装的资料十分稀少，在实际工程工作中缺乏参考的文献。笔者在本文，通过风力发电机组在工程实际吊装过程中，对机舱、轮毂、叶片三种设备的实际载荷、起吊阶段的载荷值进行分析研究。

本文选取某300MW风电项目，安装风力发电机组型号为D131-2.5MW-H90，选 取叶片单独吊装、风轮（组装叶片）、机舱安装时的实际载荷值、理论计算值， 分提升至平稳阶段、平稳移动两个安装阶段的载荷数值进行分析比较。本次计算 吊车提升速度为慢速，在3m/min左右。风电机组主要设备机舱，重量93t, 长× 宽×高=10.6 m×4. 2 m×3.85m；单支叶片重量15t,长度54米；未组装叶片的 轮毂，重量29吨，直径4.4米，高4米。主力吊车采用徐工全地面式起重机 XCA1600，辅吊车采用三一汽车吊STC800T6,吊装过程严格最受设备厂家的操作规范。 一、吊装方案中对风力发电机组的设备吊装载荷的理论计算如下： 1.机舱：风机最重设备机舱：机舱重 93t（含工装），吊钩、吊钩绳及起吊 索具重量约为4t，实际载荷97t。动载荷系数 k1=1.1。计算载荷=（93+5） *1.1=107.8t。吊装选用徐工 1600 汽车吊，主吊车主臂 83.8 米+辅臂 27.5 米 工况，工作半径为 18m，额定起重量 124.8t。负荷率=107.8/124.8=86.4%<90%，满足现场规范要求。 2.单支叶片吊装：单片叶片重 15t，长 64m，本次吊装采用1台 XCA1600 汽车吊抬吊的方式进行吊装。采用 18t/12m 扁吊带（对折使用），两个吊带分 别连接到平衡梁的两端。汽车吊工况选用 91m 主臂，28m 工作半径，该工况下 吊车额定负荷 74.4t，吊钩、吊钩绳及起吊索具重量 1t，动载荷系数 k1=1.1。 计算载荷=（15+1）*1.1=17.6t。 负荷率=17.6/74.4=23.7%<90%，满足现场规范要求。 3.风轮的吊装：用2根40t*18m双眼扁平吊带环绕风轮的两根叶片根部，挂 在吊车吊钩上。由于风轮组装后的重量为74t，低于机舱的重量，所以此处省略 载荷计算。 二、设备吊装过程中的数据记录如下表： 表1：叶片单机吊装载荷值记录表

风力发电机组的功率控制及载荷分析

风力发电机组的功率控制及载荷分析 风力发电机组的功率控制及载荷分析 引言： 风力发电作为清洁能源的重要组成部分，已经在全球范围内得到了广泛应用。风力发电机组的功率控制和载荷分析，对于提高风力发电的效率、可靠性和经济性具有重要意义。本文将对风力发电机组的功率控制方法以及载荷分析进行详细阐述，并探讨其对风力发电产业的影响。 一、风力发电机组的功率控制 1.1 无功功率控制 无功功率是风力发电机组运行中的重要参数之一。通过控制电网侧的无功功率，可以提高风力发电机组的功率因数，减少无功功率对电网的影响。常用的控制方法包括无功功率优化控制和无功功率调频控制。 无功功率优化控制是根据电网的无功功率需求，通过调整风力发电机组的输出功率来实现。该方法能够提高风力发电机组的功率因数，降低无功功率损耗，同时满足电网对无功功率的要求。 无功功率调频控制是根据风力发电机组的转速、电网频率和负荷需求等参数进行调控。通过调节风力发电机组的桨叶角度、变桨速度等，控制风力发电机组的功率输出，实现电网对无功功率的要求。 1.2 有功功率控制 有功功率控制主要是根据电网的需求，控制风力发电机组的输出功率。常用的控制方法包括协调控制、最大功率跟踪控制和限功率控制。

协调控制是根据电网的负荷需求和电力系统的稳定性要求，通过调节风力发电机组的转速、桨叶角度和发电机的励磁电流等参数，实现风力发电机组的有功功率控制。 最大功率跟踪控制是指通过调节风力发电机组的桨叶角度，使得风力发电机组的输出功率达到最大值。该控制方法能够提高风力发电机组的利用率，提高发电效率。 限功率控制是为了保护风力发电机组的安全运行，避免过载等问题。通过提前设置风力发电机组的最大功率输出值，当风力发电机组的输出功率达到设定值时，控制系统会自动减小风力发电机组的输出功率。 二、风力发电机组的载荷分析 2.1 风力负荷分析 风力负荷是指风力发电机组在风力作用下承受的载荷，主要包括风载荷和惯性载荷。风载荷是由于风力的作用而导致的，其大小和方向主要受到风速、风向等因素的影响。惯性载荷是由于风力发电机组自身的转动而产生的，其大小和方向主要受到风力发电机组的转速和转动惯量等因素的影响。 2.2 力矩载荷分析 力矩载荷是指风力发电机组在风力作用下承受的力矩，主要包括风矩载荷和旋转矩载荷。风矩载荷是由于风力作用在风力发电机组的转动轴上产生的，其大小和方向主要受到风速、风向、桨叶角度等因素的影响。旋转矩载荷是由于风力发电机组旋转运动的惯性而产生的，其大小和方向主要受到风力发电机组的转速和转动惯量等因素的影响。 2.3 轴向载荷分析 轴向载荷是指风力发电机组在风力作用下承受的轴向力，主要包括风压力和离心力。风压力是由于风力作用在风力发电

风力发电机组基础设计研究

风力发电机组基础设计研究摘要 能源和环境是当今人类生存和发展需要解决的紧迫问题。不可再生能源的大 量开采、能源利用中环境的破坏等一系列问题迫使我们在开发利用常规能源的同时，应该更加注重开发可再生的清洁能源，如风能、太阳能、潮汐能、生物质能 和水能等。风力发电作为可再生的清洁能源受到世界各国政府、能源界和环保界 的高度重视，发展风力发电事业是目前国内外电力事业发展趋势之一。地球上风 力资源蕴藏量大,清洁无污染，施工周期短，投资灵活，占地少，具有较好的经 济效益和社会效益。 近年来，国内许多风电场工程已相继建成发电或正在建设，但涉及风电机组 安全的风电机组基础设计却一直没有系统、详细的理论支持，设计中一般借鉴电 力工程、建筑工程等设计理论，造成风电机组基础设计有的偏于保守，有的偏不 安全，个别已建风电场风机机组在极端工况时甚至出现基础倾倒破坏的现象，经 济损失较大。 关键词风机基础偏心受压基底允许脱开面积地基变形计算 稳定性计算裂缝宽度验算疲劳强度验算 1 风电发展概况 世界上，欧洲国家最早开始利用风力发电。19世纪末，丹麦首先开始探索风 力发电，建立了世界上第一座风力发电试验站。20世纪30年代，丹麦、瑞典、 苏联和美国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。这 种小型风力发电机，广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用。20世纪70年代，美国、丹麦建成大中型发电机组电站。自20世纪90年代以来，丹麦、德国大力发 展风力发电站，每年风力发电量的增长率均在30%以上，并制定出长期发展规划。

除德国和丹麦外，荷兰、瑞典、法国、挪威、芬兰、意大利和西班牙等国家也出 台了5年、10年风力发电普及计划。 20世纪90年代是我国风力发电的发展阶段，主要设备采用的是进口设备并 由国外政府贷款协助完成。“十五”期间，中国的并网风电得到迅速发展。全国 风电规划目标：国家发改委制定《国家风力发电中长期发展规划》，并广泛征集 各省发改委（计委）和有关单位的意见，提出了到2020年全国建设2000万kW 风电装机的宏伟目标，风电要在能源供应和减排温室气体方面起显著作用是2020 年以后。 1. 国内风机基础设计发展概况 目前国内风机基础的设计水平整体处于较落后的水平，体现在以下几个方面：1.与其他大型工程相比较，没有针对风电场设计的正式国家规范、规程，仅有的 两本技术标准《风电场工程等级划分及设计安全标准（试行）》（FD002-2007）、《风电机组地基基础设计规定（试行）》（FD003-2007）内容较不完善，无法有 效保证风机基础设计的合理性。2.在计算机辅助工具日益盛行的今天，设计者对 计算软件的使用没有统一认识，且设计者广泛采用的部分软件本身技术含量较低、功能落后。目前，国际上可以应用于风机基础设计的软件主要有：工程模拟有限 元软件ABAQUS、Bentley工程软件有限公司开发的国际化通用结构分析与设计软 件STAAD/CHINA、通用有限元分析软件ANSYS等三款软件。国内设计人员主要采 用CFD风电工程软件-塔架地基基础设计软件WTF进行风机基础初步设计。WTF是 北京木联能软件技术有限公司与中国水电工程顾问集团公司联合开发的，与《风 电机组地基基础设计规定（试行）》（FD003-2007）的配套设计软件。施工图设 计主要采用美国PTC公司旗下的一款工程计算软件MATHCAD作为计算编制工具， 手工逐项输入计算，类似于国内20世纪90年代以前民用设计采用的手工计算， 其计算结果必然千差万别。3.实际工程中采用的基础形式单一、配筋混乱，缺乏 必要的技术创新。4.风机生产厂家无法对所提风机荷载提供详细计算书，导致缺 乏必要的外部监督、检查。鉴于以上原因，必然导致国内风机基础设计水平整体 比较落后，有的偏于保守，有的偏不安全。

复合材料论文：复合材料 风力发电机叶片 强度分析 模态分析 稳定性分析

复合材料论文：风力发电机叶片结构有限元分析 【中文摘要】叶片是风力发电机将风能转化为机械能的重要部件之一,是获取较高风能利用系数和经济效益的基础。从全球风力发电的现状和趋势来看,风电装机容量逐年上涨,考虑到风力发电的环保 性和可操作性,风力发电还有巨大的发展空间。本文通过对风力发电机组叶片技术和研究现状进行分析,总结现有叶片设计和分析校核中存在的问题,结合叶片工作特性进行考虑,鉴于纤维增强复合材料已 成为叶片制造过程中使用的主要材料,对基于叶片初步设计软件平台设计的复合材料风机叶片进行分析和校核,以保证风机叶片结构初步设计的可行性、合理性以及经济性。本文主要研究内容如下：1.叶片多工况载荷计算本文将借助Bladed软件进行风力发电机组参数设定,对叶片多工况载荷进行分析和后处理,计算指定变量的最大值、最小值和此时其他变量的值,为后续的有限元分析提供数据基础。2.叶片的参数化建模本文将叶片沿伸展方向分为14个截面,通过坐标变换 将翼型数据转换为空间坐标,采用ANSYS中的APDL参数化语言进行关键点、曲线及面的建模,并通过实常数的设置对叶片复合材料铺层角度、厚度及材料特性进行模拟,利用自由网格划分模式将叶片离散为节点。若要对不同的叶片进行建模... 【英文摘要】The blade is one important component of the wind turbine, which converts wind energy into mechanical energy, to obtain high utilization factor of wind energy and economic

海上风力发电机组载荷设计工况研究及对比分析

海上风力发电机组载荷设计工况研究及对比分析 作者：廖丹 来源：《科技视界》2017年第08期 【摘要】基于海上风电机组，本文主要分析介绍了海上和陆地风力发电机组工况上的区别，并依据海上风力发电机组的设计工况和模型分析方法，用Bladed软件进行海上风电机组的载荷计算，并与相应的陆上机组载荷进行了简单对比。 【关键词】海上风电机组；海上机组设计工况；载荷计算 0 概述 海上风力发电机组开发时，前期主要针对海上风资源研究（基本原理，风数据/坐标数据获取，模型方法，发电量，损失因素和不确定因素，预测），最重要的是对海上风载和浪载（载荷来源，工况与模型，浪载（疲劳和极限载荷）的分析和评估，之后再利用Bladed软件进行风波联合载荷等海上风电特殊载荷的计算。 1 陆上风力发电机组设计载荷工况[1] 陆上风力发电机组设计载荷工况包含以下八大类工况（DLC）： （1）发电工况（1.1～1.9）：风机模型应考虑风轮不平衡、风轮制造所规定的最大质量和气动不平衡限制、最佳运行工况实际同理论的偏差。在计算中应假设各种情况的最不利组合，如风向改变与典型偏航角度误差组合与电气接头损坏组合，应包含由大气湍流引起的载荷要求。1.3和1.6～1.9规定了作为风力发电机组寿命评定的可能临界事件的瞬态情况。在DLC1.4和1.5中，考虑了由于外部故障和电气接头损坏引起的瞬变事件。 （2）发电和产生故障（2.1～2.3）：假设控制和保护系统的任何故障，或电气系统的内部故障（如发电机短路）在发电期间发生。其中2.1，控制系统故障属正常事件。2.2，保护系统或内部电气系统故障为罕见事件。如果某一故障没引起立刻停机，随后的载荷可导致结构产生明显疲劳损伤，则应在2.3中定义这种工况持续的时间。 （3）启动（3.l～3.3）：包括从静止或空转状态到发电这一过渡期间产生载荷的所有事件。 （4）正常关机（4.1～4.2）：包括从发电到静止或空转状态的正常过渡期间产生载荷的事件。

论不同风况对风电机组疲劳载荷的影响

论不同风况对风电机组疲劳载荷的影响 摘要：风力发电机组总体载荷计算评估是风力机设计以及风电场风机选型中的 一项重要工作，特别是对于大型MW级风机，其意义更为重大。风机载荷计算评 估包括极限载荷评估和疲劳载荷评估。从计算角度分析，影响风机疲劳载荷的主 要因素包括风电场的湍流强度，空气密度以及年平均风速等相关风况气象参数。 本文通过总体载荷计算，对影响风机疲劳载荷的主要工况进行载荷计算以及疲劳 分析，给出规律性的结论，为以后的风机设计，风机选型等相关问题提供理论基 础以及经验总结。 关键词：不同风况，疲劳载荷，动量-叶素理论 风电场的开发是一个资金庞大，周期较长的项目，而整个风电场的主要设备 是风力发电机组。所以，我们必须对风力发电机组的安全性和可靠性做一个科学 规范的计算校核。需要对特殊地形造成的特殊风况进行疲劳载荷分析和总结，做 成自己的数据库，对不同风电场进行载荷评估。 一、风机总体载荷计算理论基础 1.1、风机气动载荷 目前计算风力发电机的气动载荷有动量-叶素理论、CFD等方法。动量-叶素理论是将风轮叶片沿展向分成许多微段，称这些微段为叶素，在每个叶素上的流动 相互之间没有干扰，叶素可以认为是二元翼型，在这些微段上运用动量理论求出 作用在每个叶素上的力和力矩，然后沿叶片展向积分，进而求得作用在整个风轮 上的力和力矩，算得旋翼的升力和功率。动量-叶素理论形式比较简单，计算量小，便于工程应用，估算机组初始设计时整机的气动性能，被广泛用于风力机的设计 和性能计算，而且还用来确定风力机的动态载荷，不断地被进一步改进和完善。 为此在计算中应用动量-叶素理论方法来计算风机的气动载荷。 1.2、动量理论 动量理论是经典的风力机空气动力学理论。风轮的作用是将风的动能转换成 机械能，分不考虑风轮后尾流旋转和考虑风轮后尾流旋转两种情况应用动量理论。 1.3、叶素理论 叶素理论的基本出发点是将风轮叶片沿展向分成许多微段，称这些微段为叶素，在每个叶素上的流动相互之间没有干扰，叶素可以认为是二元翼型，将作用 在每个叶素上的力和力矩沿展向积分，求得作用在风轮上的力和力矩。 1.4、动量─叶素理论 为了计算风力机性能，必须计算风轮旋转面中的轴向诱导因子和周向诱导因子，这就需要用到动量─叶素理论。由动量理论和叶素理论通过迭代方法可以求 出轴向诱导因子和周向诱导因子。 1.5、雨流技术基本计数规则 1）雨流依次从载荷时间历程的峰值位置的内侧沿着斜坡往下流； （2）雨流从某一个峰值点开始流动，当遇到比其起始峰值更大的峰值时要停止流动； （3）雨流遇到上面流下的雨流时，必须停止流动； （4）取出所有的全循环，记下每个循环的幅度； （5）将第一阶段计数后剩下的发散收敛载荷时间历程等效为一个收敛发散型的载荷时间历程，进行第二阶段的雨流计数。计数循环的总数等于两个计数阶段 的计数循环之和。

风力发电机叶片等效载荷计算及载荷谱分析

风力发电机叶片等效载荷计算及载荷谱分析 米良;聂国林;程珩 【摘要】风力发电机叶片部位通常受到随机变幅载荷的作用,所受随机载荷的随机性和无序性给载荷数据的处理带来了很大的困难.当前的数据处理方法通常是将随机变幅载荷转化为等效恒幅载荷进行分析,但由于其未能考虑低于疲劳极限的载荷对疲劳损伤所产生的影响故而会产生较大误差.针对上述问题,提出一种基于模糊理论的等效载荷计算方法,引入恰当的隶属函数,充分考虑低于疲劳极限的载荷对疲劳损伤所造成的影响,更加符合实际情况,以期提高等效载荷的计算精度.%The blade of wind turbine is usually subjected to random variable amplitude load,which makes it difficult to process the load data.The current data processing method usually transforms the random load into equivalent constant amplitude load to reduce the data processing capacity.However,the current method of equivalent load calculation fails to take into account the influence on the fatigue life made by the stress amplhude below the convention fatigue limit.So there is a large error in the equivalent load calculation by the current method.In view of the problems above,It properly considers the effects on fatigue life caused by load stress amplitude below the fatigue limit and presents a method of equivalent toad calculation by introducing the appropriate membership function based on fuzzy theory,which is more close to the actual situation.Thus improves the accuracy of the equivalent load calculation.【期刊名称】《机械设计与制造》

海上风电机组高承台群桩基础设计特点及关键力学问题

海上风电机组高承台群桩基础设计特点及关键力学问题 林毅峰;陆忠民;黄俊;周旋 【摘要】海上风电机组高承台群桩基础是我国首次提出并获得广泛应用的新型海 上风电机组基础结构型式,该基础由桩基、混凝土承台、基础预埋环、连接件和靠 泊构件等组成.在阐述基础结构总体布置及其特点的基础上,从高耸结构、大型动力 设备基础和海洋工程的角度,分析了基础的工程特性和载荷分配传递体系.从水动力 载荷、系统整体载荷仿真、桩基岩土力学和承台结构分析等方面,提炼出基础设计 的若干关键力学问题,包括:大直径承台结构尺度和群桩影响下的承台波浪载荷分析、基于CFD技术和Bladed软件的海上风电机组-塔架-高承台群桩基础载荷分析、 大直径超长钢管桩土塞效应对承载力的影响、地基基础对系统整体频率影响和承台钢筋混凝土非线性有限元分析等. 【期刊名称】《海洋技术》 【年(卷),期】2016(035)005 【总页数】8页(P29-36) 【关键词】海上风电机组;高承台群桩基础;波浪载荷;超长大直径钢管桩;土塞效应; 风电机组载荷仿真 【作者】林毅峰;陆忠民;黄俊;周旋 【作者单位】上海勘测设计研究院有限公司,上海200434;上海勘测设计研究院有 限公司,上海200434;上海勘测设计研究院有限公司,上海200434;上海勘测设计研究院有限公司,上海200434

【正文语种】中文 【中图分类】P742 海上风能是海洋可再生能源的重要形式，是目前技术最成熟、最具备大规模商业化开发价值的海洋可再生能源。截至2015年底，全球海上风电累计装机容量为 12.105 GW,分布在全球15个国家。中国累计海上风电项目装机容量1 014.68 MW，位居全球第四。我国海上风能资源储量巨大，5～50 m水深、70 m高度海上风电开发潜力约5亿kW，大力发展海上风电对优化调整能源结构和节能减排具有重大意义。根据规划，“十三五”期间我国海上风电装机容量预计达到20 GW，我国海上风电已经进入大规模快速发展的阶段。 鉴于对工程投资和安全的重大影响，海上风电机组支撑结构和地基基础一直是海上风电开发的重要内容和研究热点。海上风电机组常用的基础结构型式包括大直径单桩（monopile）、多桩导管架（jacket)、三脚架(tripod)和高承台群桩基础（high-rise cap with multiple piles foundation）等。其中高承台群桩基础是在亚洲第一个海上风电项目上海东海大桥100 MW海上风电示范项目设计中，上海勘测设计研究院针对中国沿海深厚软土和浅覆盖层岩石海床地基条件，并结合我国近海工程施工经验和设备而首次提出的一种新型海上风电机组基础型式[1]，该基 础类型在我国东海大桥海上风电场、上海临港海上风电场、江苏响水、福建南日岛、平海湾等海上风电项目中获得了广泛应用，是目前我国海上风电场风电机组基础的主要型式之一。由于我国海上风电发展较晚，目前相关的海上风电机组地基基础设计理论和方法滞后于工程实践，尚未发布适合于海上风电机组地基基础的技术规范，现有设计主要参考国外相关标准和我国港口、海洋石油行业技术规范。虽然海上风电机组高承台群桩基础在结构型式上借鉴了跨海大桥、高桩码头等基础型式，但是由于海上风电机组荷载及其运行要求的特殊性，导致高承台群桩基础具有不同于常

海上漂浮式风电机组风波载荷计算与分析

海上漂浮式风电机组风波载荷计算与分析海上漂浮式风电机组在近几年迅速发展，其结构与传统的岸上安装式风电机组相比有着明显的优势，如浮动方式减少风力变化的影响，资源利用率较高等。然而，随着浮动体的纵向摆动，不仅影响风电机组的安全运行，还会损坏机组结构和电气元件，因此研究者越来越关注海上漂浮式风电机组的风浪载荷特性。 本文旨在用一种新颖的算法计算和分析海上漂浮式风电机组的 风波载荷特性，研究其在不同情况下的可靠性和稳定性。首先，采用CFD（计算流体力学）分析技术研究风电机组结构的受风荷载，对风 浪的影响进行模拟。其次，采用有限元分析技术，模拟风电机组的整体受风荷载，分析支撑结构的稳定性，以及在不同的运行情况下的受力变化。最后，建立受压结构的稳定性数学模型，计算在不同类型和强度的风波条件下，海上漂浮式风电机组的安全运行范围，分析载荷特性。 本文采用了多种不同的研究方法，以得出有效的结果。首先，使用CFD技术对风电机组结构的受力特性进行模拟，探究风浪的影响。其次，利用有限元分析技术，对支撑结构的稳定性和受力变化进行模拟，并建立了受力稳定性数学模型。最后，采用模型，研究在不同类型和强度的风波条件下，海上漂浮式风电机组的受风荷载特性。 结果表明，风电机组结构在受风荷载下的变形量与支撑结构的强度有关，而且海上漂浮式风电机组特别容易受到风浪的影响，它的受力性能与海浪的强度呈正相关。另外，在不同的风浪和风速条件下，

漂浮式风电机组的安全运行范围也不同，因此，为保证风电机组的安全运行，应根据风浪的强度和风速的变化情况进行合理的设计。 本文的研究结果可以为海上漂浮式风电机组的设计和安全运行提供参考，并且为未来更加准确地计算和分析风电机组风波载荷特性提供了有价值的参考。 综上所述，通过本文的研究，已经取得了一定的进步，可以更准确地计算和分析海上漂浮式风电机组的风波载荷特性，为其设计提供合理的参考，提高其安全性和可靠性。

深远海风力发电技术的现状和难题(下)

深远海风力发电技术的现状和难题（下） 导读 深远海域海上风电技术是行业发展的新形势，是我国风电赶超国际前沿的契机，是未来海上风电发展的一片蓝海，上一篇文章中介绍了深远海风力发电发展现状、深远海与近海风电装备的区别，这一篇文章将从深远海风力发电技术难题及施工难题两个维度进行分析，为我国深远海风力发电技术的发展提供指导价值。 技术难题 风电机组是海上风电的核心，深远海域海上风电场所采用的风电机组一般考虑符合大容量、高可靠性等性能要求，同时需能够满足国产化自主可控要求。 目前我国已形成4至5兆瓦海上风机批量制造能力，6兆瓦级风机研制能力基本普及，7兆瓦及以上风机产品研制和发布数量增多；首批7兆瓦风机在福建沿海投入商业运行，首台8兆瓦风机下线，10兆瓦大容量风机正在研发；叶轮直径最大达到180米等级。欧洲市场目前7至8兆瓦等级风机逐步投入规模化商业运行；三菱维斯塔斯10兆瓦风机正式推向市场；通用电气12兆瓦风机预计今年安装样机，叶轮直径达到220米等级。 我国大型化海上风机的研发和批量制造能力与国际先进水平还存在差距，设备长期运行可靠性还需要进一步验证。同时大型风机从产品研发、样机示范到批量制造需要一个迭代完善的过程，欧洲的发展经验同样值得借鉴。发展海上风电应借鉴大水电设备发展模式，通过前期开展国外4～5MW级大容量先进海上机组样机示范项目，掌握并提升大容量机组控制一体化、荷载优化、整体耦合、基础经济安全等关键技术和制造水平；同时扶持并参与8～10MW级海上风电机组的技术引进、消化吸收、开发与示范，在扶持国内风电机组制造业的同时，不断提高风电机组的可靠性，引领我国大容量海上风电机组跨越式应用和发展。 海上风电并网的典型技术路线包括常规交流送出、低频交流送出和柔性直流送出等。 常规交流送出技术具有结构简单、成本较低、无需电能变换、工程经验丰富等特点，从技术、经验以及成本的角度来看，一般对于离岸不超过70千米、容量50万千瓦左右的近海风电场，交流输电具有一定的优势。但在大容量远海风电并网的应用场景下，交流电缆电容效应会大大增加无功损耗，降低电缆的有效负荷能力。若采用常规交流送出方式则需在海底电缆中途增设中端补偿站，通过并联电抗器补偿，这会带来运维检修困难、整体经济性降低等问题。

海上风力发电系统的研究与设计

海上风力发电系统的研究与设计 随着环保意识日益增强，清洁能源成为未来的发展方向。其中，海上风力发电 系统因其能够将大气蕴含的巨大风能转化成电能且具有更高的风速、平稳的风向、更少的遮挡等独特优势，已成为清洁能源研究的热点之一。 一、海上风力发电系统的基本原理 海上风力发电系统是通过安装在海上的风力机组来将海上的风能转化成电能， 然后通过电缆将电能输送回陆地或者用于相关海洋工业的供电。其中，风力机组是海上风电系统的核心部件，通常由塔筒、三叶叶轮、传动系统和发电机等部分组成。 海上风电系统的基本原理是通过将风能转化成机械能，最终转化成电能。当海 上风力机组面对海风时，叶轮开始旋转，通过传动系统将旋转的机械能传达给发电机，最终将机械能转化成电能。通过电缆将电能输送回陆地，或者供给岛屿等需要用电的地方，达到清洁、高效、稳定的能源供给。 二、海上风力发电系统的优势 相比于陆地风力发电系统，海上风力发电系统具有以下优势： （一）更高的风速 海上风力发电系统的风速常常比陆地风电要高出很多。原因在于海上风能受到 侵袭较少，且风向相对较稳定。这在一定程度上可以提高海上风电的功率密度。 （二）更稳定的风向 相较于陆地风能，海上风能受到山地、楼房等因素的遮挡较少，风向相对较稳定。这有利于提高风能转化的效率，也便于设计风力机组的传动系统。 （三）生态环境较少破坏

相较于陆地风力发电系统，海上风力发电系统对于生态环境的破坏较少，不会造成土地资源的占用和环境污染。 （四）耐久性更强 海上风力机组通常设有较好的抗风能力和抗摇晃能力，能较好地抵御海洋环境的侵蚀和破坏，耐久性更强。 三、海上风力发电系统的研究与设计 （一）风力机组叶轮的材料 风力机组的叶轮材料是海上风力发电系统中的一个关键问题。目前，常用的叶轮材料包括环氧树脂玻璃钢、碳纤维等。特别是碳纤维叶轮具有强度高、重量轻、耐久性好等特点，是未来的发展方向。 （二）水下基础设计 海上风力机组需要安装在水下基础上，水下基础的设计是影响海上风电效率的一个重要因素。水下基础通常分为单桩式、桶式等多种形式。设计人员需要充分考虑海洋环境的侵蚀和载荷情况，从而设计出更加稳定的水下基础。 （三）维修与保养 海上风力发电系统相较于陆地风力发电系统，维修与保养难度更大，需要考虑到安全性和可维修性等因素。设计人员需要充分考虑海上风电机组的易损部件和检修方式等问题，设计出高效、可靠的维修与保养方案。 四、总结 海上风力发电系统是未来清洁能源的发展方向之一，其具有更高的风速、更稳定的风向、生态环境较少破坏、耐久性更强等独特优势。设计人员需要充分考虑风力机组叶轮材料、水下基础设计、维修与保养等问题，设计出更加高效、可靠的海上风力发电系统。

近海单桩风机在波浪地震联合作用下的动力特性分析

近海单桩风机在波浪地震联合作用下的动力特性分析 荣维栋;李洪斌 【摘要】针对典型单桩海上风机结构,利用ANSYS建立有限元模型,并根据实际情况选取3种地震加速度激励和两个水深的波浪荷载,对结构进行地震单独作用动力分析以及地震与波浪联合作用下动力分析.对比分析结果表明:地震发生时,在水位较低、波浪较小的情况下,结构主要以地震作用引起的响应为主,波浪引起的响应相对较小;若地震发生的同时伴有极端恶劣海况,则结构响应较大;波浪对结构下部响应有较大的影响;由于地震加速度峰值与波浪力峰值之间存在相位差,所以两者联合作用时,结构的响应也会有减小的情况发生.由此可见,地震发生时波浪的存在将对结构动力响应造成不同程度的影响,在进行海上风机设计时,有必要考虑地震与波浪联合作用的情况. 【期刊名称】《江苏科技大学学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2015(029)001 【总页数】6页(P27-32) 【关键词】海上风机;地震激励;波浪荷载;动力响应 【作者】荣维栋;李洪斌 【作者单位】大连理工大学深海工程研究中心,辽宁大连116024;大连理工大学深海工程研究中心,辽宁大连116024 【正文语种】中文 【中图分类】P751

世界上很多国家都非常重视对风能的利用.风能作为一种可再生的清洁能源，在使 用过程中不会产生任何对环境和人类有害的物质，成为绿色能源的代表.风力发电 是一种对风能进行有效开发利用的技术.为了提高对风资源的利用效率，实现规模 化利用风能，海上风力发电成为未来风力发电的必然趋势. 从全世界范围来看，欧洲等西方国家在风力发电领域发展较为迅速，同时也掌握着该领域较为成熟的核心技术，无论是海上风电场的建设还是风电机组的研发，都处于世界领先水平.有统计资料显示，截至2007年，全球已建成约30座海上风电场，基本分布在丹麦、英国等欧洲国家.中国的海上风电开发处于起步阶段，但由于近 年来国家对该领域的重视，使得中国的风电产业发展迅猛，逐步在江苏如东、浙江岱山、河北黄骅以及上海等地建立了海上风电场，实现对近海丰富风能资源的利用［1］. 海上风力发电机结构不同于普通陆地上使用的发电机，其工作环境更为恶劣.海上 风机在工作过程中，经常受到波浪、流、冰等环境荷载的作用，同时，我国地处世界上两个最活跃的地震带，属于多地震国家，因此，在海上风机设计建造过程中，也要考虑地震这种极端环境荷载的影响.当地震发生时，海上风机同时还会受到波 浪的作用，因而有必要研究海上风机在波浪和地震联合作用下的结构动力响应，为工程设计提供参考. 尽管许多学者对该领域进行了有意义的研究，但由于海上风电属于较为新兴的产业，在这方面的研究并不很完善.文献［2］中针对风荷载和地震荷载联合作用，对海上风力发电机进行了结构动力响应研究;文献［3］中利用钢球减震装置对海上风机地震响应进行了试验研究;文献［4］中对65 kW风力发电机地震动分析结构进行了 试验和数值研究;文献［5］中基于“桨叶-塔体-基础”一体化有限元模型，研究了风力发电高塔系统地震动力响应分析问题.以上研究均未涉及波浪与地震联合作用.