[目的]随着国家对于海上风电竞价上网指导意见的出台,降低开发成本的需求越来越迫切,急需通过技术创新降低成本。而海上塔架和基础的成本,显著影响着海上风电的平准化度电成本LCo E(Levelized Cost of Energy),直接决定着海上风电项目的竞争力。[方法]为了有效降低塔架基础的成本,文章提出了基于数字化云平台iDO(integrated Design Offshore)的一体化设计方法,对极端极限状态ULS工况下结构的静强度、疲劳极限状态FLS工况下结构的疲劳损伤进行了数值计算分析。为验证一体化设计方法在降低海上风电塔架基础成本的效果,文章针对两个实际工程项目,基于iDO云平台和传统分步迭代法SIA(Sequentially Iterated Approach)进行设计分析,对比ULS工况和FLS工况下的结构安全衡准指标。[结果]计算结果表明:ULS和FLS工况下,基于iDO云平台的一体化设计方法比SIA在结构强度、变形、疲劳损伤等指标有较大幅度下降,可显著优化塔架基础结构,降低结构重量,减小整个支撑结构成本,降低海上风电的LCoE。[结论]在实际海上风电工程项目应用中,基于iDO云平台的一体化设计方法可有效降低塔架基础结构成本,从而提高海上风电项目的竞争力,同时可对未来海上风电支撑结构优化设计提供借鉴。

随着风电行业的迅速发展,陆上风电机组单机容量和塔架逐渐向超大、超高发展,单机重量和叶轮长度随之加重、加长,基础承受的竖向载荷较大而集中,叶轮承载的轴向风荷载和地震作用引起的倾覆力矩成倍增长。因此,对风电机组基础的设计提出了更高、更严的要求。内蒙古某风电场位于阿盟南部贺兰山西侧,场区地势相对较为平坦,场内交通亦较为方便。