基于六边形半潜平台的混合风力-波浪系统建模与动态仿真
系统与控制
2025-10-20 v1 系统与控制
摘要
海上可再生能源系统为可持续发电提供了有前景的解决方案，但大多数现有平台要么独立地开发风能，要么独立地开发波浪能。本研究提出了一种混合式浮动海上平台，将风力涡轮桨与三台振荡浪能转换器 (WEC) 集成到六边形半潜平台结构中。在此配置中，振板与平台几何结构集成，以提供能源提取和水动力稳定性。使用 WEC-Sim 开发了建模与仿真框架，并与 NREL 5 MW 半潜平台参考模型进行了基准测试。仿生高分析确认了在各种规定振板角度下的数据稳定性。对十二个几何变量的灵敏度分析识别出振板尺寸和塔桩长度是稳定性、能量捕获和塔桩应力的主要驱动因素。时域仿真揭示了随波浪入射角度变化而产生的振板功率分配、捕获宽度比 (CWR) 和平台响应的变化。还证明了使用振板摆动来调制平台俯仰运动的可行性。基于现场专用数据估算的年度能源生产 (AEP) 表明，风能为 16.86 GWh，波浪能为 3.65 GWh，其中 WEC 贡献约 18%。这些结果凸显了集成式风力-波浪平台的潜力，并指向未来在结构建模和高级控制方面的研究。
引用
@article{arxiv.2510.15285,
title = {Modeling and Dynamic Simulation of a Hybrid Wind-Wave System on a Hexagonal Semi-Submersible Platform},
author = {Saeid Bayat and Jerry Zuo and Jing Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.15285},
year = {2025}
}
备注
28 pages, 17 figures