吸力桩基础在海洋工程中的应用及其关键技术

摘要:[目的]吸力桩基础在海洋工程中得到越来越广泛的应用,但在新的应用场景下也带来了设计和施工方面新的挑战,为了进一步明确这些关键问题和技术,确保吸力桩设计和施工过程的安全高效,[方法]通过系统梳理吸力桩基础从海洋油气工程和海上新能源工程中的发展历程以及典型应用案例,分析总结吸力桩基础的安装流程及核心装备体系,对比吸力桩基础在传统管汇领域的设计方法和在海上风电领域的设计方法。[结果]结果表明,目前海上风电领域吸力桩设计和施工技术在破坏机理、设计方法和施工风险方面都有特殊方面,指出了目前吸力桩在大型海洋风机基础领域应用的设计和施工方面的问题及挑战。[结论]研究结果为后续吸力桩技术的发展和应用提供参考。

沿海滩涂大型光伏电站施工关键技术

摘要:[目的]为解决沿海滩涂光伏电站建设受海水涨落潮影响明显,浅水与露滩环境交替,加上海底表层被深厚淤泥层覆盖,给光伏电站建设带来的诸多困难:物料输送困难,可用窗口期短;滩涂打桩施工可用工器具受限;光伏支架及组件安装人员无落脚点,效率低下,人员安全无法保障;海陆施工模式均不可用。[方法]针对以上问题,研发出了适用于这种滩涂环境的物料运输模式,小型浮船打桩与水挖机打桩相结合的打桩模式,利用悬吊平台进行光伏支架及组件的安装模式。[结果]现场应用结果表明,通过应用这一套施工模式,安全高效,有效保证了电站建设的顺利进行。[结论]这种沿海滩涂大型光伏电站施工技术取得了良好效果,值得推广。

海上风电混凝土塔筒抗弯性能试验

摘要:[目的]为了研究钢筋的配置对海上风电混凝土塔筒抗弯承载力的影响,[方法]设计2 个带有横缝的混凝土塔筒试件,分别为不配置钢筋的试件N-B-1 和配置钢筋的试件N-B-2,并在纯弯工况下进行了静力加载试验。通过观察和分析试件的破坏模式、荷载-位移循环曲线、刚度退化曲线及荷载-位移骨架曲线,探讨钢筋配置对混凝土塔筒抗弯性能的影响。[结果]试验结果表明,配置钢筋的塔筒(试件N-B-2)在抗弯承载力、延性方面优于不配置钢筋的塔筒(试件N-B-1),钢筋的配置有效约束了混凝土,减少了裂缝的产生,并提高了混凝土抗拉强度。[结论]研究成果表明,钢筋的配置对海上风电混凝土塔筒的抗弯性能具有重要的提升作用,建议在塔筒设计中合理配置钢筋,以提高塔筒的安全性和使用寿命。

半潜基础漂浮式海上光伏发电技术

摘要:[目的]为更好地实现海上漂浮式光伏发电,[方法]提出一种半潜基础漂浮式海上光伏发电平台系统,平台包括光伏总成、支撑机构、桁架机构、半潜浮筒基础、浮筒连接管、无档锚链和重力锚块等组成。[结果]该系统实现了海上漂浮式光伏发电,具有海上整体安装的特点。[结论]海上试验结果证明,该光伏平台结构及整体性能稳定可靠,可在近海海域广泛推广。

漂浮式海上风电装备施工技术难点

摘要:[目的]风机多为固定式基础型式,随着近海风电资源开发日趋饱和,海上风电急需向深远海发展,现有的固定式基础不再具备经济性。为此,[方法]分析浮式风电各环节施工技术,对比不同系泊系统基础类型优劣势和适用条件,提出基础施工重难点及控制措施;提出锚链水下连接和敷设施工工装设计思路;分析浮体平台干拖和湿拖适用条件;提出浮体平台码头系泊采用高位系缆建议;对比不同锚链回接方式并结合船机需求,[结果]提出经济可行的回接方法,[结论]为浮式风电施工降本增效提供借鉴。

多源数据下CNN-EMD海上风电齿轮箱诊断

摘要:[目的]由于海上复杂海洋环境下瞬态机械振动与渐进磨损过程的复杂耦合,海上风力发电机齿轮箱的精准故障诊断仍具挑战。海上风电场景中,齿轮箱不仅承受交变载荷和复杂振动,还应对高湿度、高盐雾腐蚀及波浪载荷冲击等特殊工况,导致故障机理更复杂、早期故障特征更隐匿。[方法]提出一种融合经验模态分解(EMD)与卷积神经网络(CNN)的双模态深度学习框架,协同处理振动信号与油液颗粒数据。该方法将非平稳振动信号分解为本征模态函数(IMFs),从中提取时域-频域-非线性混合特征;对油液颗粒数据进行统计趋势分析与磨损形貌表征。通过时间同步和特征融合策略,弥合高频振动数据与低频油液数据的时间尺度差异,联合特征输入双通道CNN 架构进行跨模态学习。[结果]仿真数据验证表明:该方法诊断准确率达92.5%,显著优于支持向量机(85.2%)和反向传播神经网络(88.7%)。[结论]研究可为海上可再生能源系统的多传感器数据融合提供可行方案,有效解决实际海上风电场运行中的异步监测和复杂工况适配难题。

海上风电稳桩平台的应用现状与发展动态

摘要:[目的]为更好地开展海上风机基础沉桩作业,使沉桩精度满足要求,[方法]针对现有的用于辅助施沉的稳桩平台普遍存在的调平困难和水下作业信息化程度低等问题,开展海上风电稳桩平台应用研究。简要介绍海上风电桩基施工工艺以及稳桩平台的发展历程和主要类型,对各类型稳桩平台的应用现状进行对比分析;同时,结合施工工艺和功能特点指出各类稳桩平台的应用优势和局限性。在此基础上,归纳稳桩平台关键技术研究现状,并提出未来发展方向。[结果]结果表明:平台的结构型式正逐渐朝着轻量化和模块化方向发展;通过融合模糊控制和神经网络等智能算法优化控制系统,是提升平台作业效率和精度的有效手段;海上风电施工测量对于基础精准施沉而言具有重要作用。[结论]研究成果可为后续新型稳桩平台的结构设计和功能开发提供一定参考。

风电叶片防冰和除冰方法的研究进展与应用综述

摘要:[目的]为有效解决极端天气条件下风电叶片覆冰引发的发电效率下降、叶片动平衡遭到破坏和叶根疲劳加剧等问题,[方法]开展叶片防冰和除冰方法研究,重点对当前各类防冰和除冰方法的研究进展及应用情况进行综述。简要介绍常见的覆冰类型及覆冰预测方法,并对常用的防冰和除冰方法的基本原理、优缺点和研究现状进行梳理;结合以往的实践经验总结防冰和除冰方法的产业应用现状,同时结合叶片大型化发展趋势总结各类防冰和除冰方法在超长柔性风电叶片防冰和除冰领域应用面临的难点;在此基础上,展望未来需进一步关注的研究方向,并提出具体的发展意见。[结果]结果表明:目前还没有一种既能有效除冰,又能兼顾节能降耗、除冰效率、系统运行稳定性和维护成本的防冰和除冰方法。各方法具有不同的适用范围,且发展水平各异。[结论]研究成果可为今后风电叶片防冰和除冰方法的研究与应用提供一定参考。

海底电缆关键力学行为与状态监测技术研究综述

摘要:[目的] 为探究复杂海洋环境下海底电缆的力学机理、失效模式及状态监测方法,提升其长期运行的安全性与可靠性,[方法] 从海底电缆多物理场耦合机理、疲劳寿命分析及分布式光纤监测技术等3个方面系统梳理了海底电缆的研究进展、主要方法、关键挑战与未来方向。[结果] 结果表明:多物理场分析受到多层螺旋结构、材料非线性和多场耦合等因素制约,使理论建模和高效计算面临挑战;海底电缆的疲劳损伤呈现跨尺度、机理复杂的特征,现有以经验为主的寿命预测仍存在不确定性;分布式光纤监测对内部结构真实状态的反演能力有限,难以全面识别潜在失效模式。上述问题是限制海底电缆设计、寿命预测和状态监测精度的关键技术难点,未来需在高效耦合建模、疲劳计算优化与状态精准反演等方面取得突破。[结论] 研究成果可为海底电缆的设计优化、状态评估与智能运维提供理论参考与技术支撑。

海上光伏发展的关键技术挑战与多模式融合趋势

摘要:[目的] 为系统评估海上光伏的规模化与商业化潜力,[方法] 基于对国内外典型工程案例与最新研究文献的综述,从技术、工程与政策等多个维度进行综合分析。系统梳理海上光伏的发展现状,剖析关键技术挑战并展望融合趋势。[结果] 研究表明:海上光伏已从概念验证步入工程示范,固定式与漂浮式技术路线并行,且在“风光同场”和“渔光互补”等融合模式中展现出巨大潜力,但其发展仍严峻受制于严苛海洋环境适应性、系统可靠性、高成本等核心挑战。[结论] 未来须加强关键技术攻关、政策协同与多产业融合,推动海上光伏向深远海、规模化、智能化方向发展,助力能源结构转型。