海上风机支撑结构整体优化设计

作者：周昳鸣^*; 李晓勇; 陈晓庆

来源：南方能源建设, 2019, 6(04): 86-92.

DOI：10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.04.014

• 海上风电
• 整体支撑结构
• 整体优化设计
• 局部最优设计
• 全局最优设计

[目的]当前国内海上风电项目在投标阶段通常采用分步迭代设计(Sequentially Iterated Approach,缩写为SIA)方法和流程,风机厂家给出塔架设计并担保工程量,但最终得到的设计往往是塔架最轻的局部最优设计而不是整体支撑结构最轻的设计。为了降低海上风电平准化度电成本(Levelized Cost of Energy,缩写为LCoE),提出了整体优化设计(Integrated Design Optimization,缩写为IDO)的流程和优化列式,建议在海上风电项目招标阶段业主可要求风机厂家联合设计院编制并提交整体设计投标方案,把设计域扩大到整体支撑结构进行优化设计,寻找全局最优的设计。[方法]为了说明IDO方法和流程的优势,以某海上单桩基础项目为例,分别计算不同塔架直径和单桩基础直径的共18种设计方案,比较了采用SIA方法与IDO方法获得的结果。[结果]结果表明:IDO相比SIA可在塔架质量增加较小时大幅减少整体支撑结构的质量。[结论]在今后的海上风电工程项目应用中,可通过IDO优化设计方法和流程给出整体支撑结构最轻的设计方案,为降低海上风电LCoE提供可行的解决方案。