一、海上风电

由陆地向海洋是未来风电发展的主要方向。

二、固定式风力机

1、主要应用于近海浅水区域(小于30m水深)。

2、发生碰撞时极易造成局部损伤，严重时将导致灾难性结果。

3、近25%的海洋结构损伤由碰撞造成。

三、漂浮式风力机

1、主要应用于近海深水区（大于60m水深），

2、主要通过主被动结构控制、叶片变桨距技术、对平台主改进设计和采用新型系泊系统四种方法提高稳定性。

3、首次提出共用系泊系统多平台阵列漂浮式风电场的设计方法。

由陆地向海洋

能源危机及环境污染问题日益严峻，因而可再生新能源的开发和利用就变得空前的重要和迫切。当前，风力发电是最具价值且最广泛的形式，也是技术最成热、最具开发条件和最有发展前景的发电方式。

较之陆上风能，海上风能具有诸多优势，我国海上可开发风能是陆上的3倍，近海可开发利用的风能储量约为7.5亿KW，远海风能储量更为丰富。由于陆上风电场场地有限，噪声为影响到附近的居民区，且会一定程度影响当地的景观，所以“由陆地向海洋”是已成为未来风电发展的主要方向。

船舶与风机  ▲

海上风力机主要由底部支撑基础和上部风力机系统组成。风力机系统主要包括叶片、轮毂、塔架、机舱以及内部的齿轮箱、传动轴等结构。根据支撑结构固定与否，海上风力机可分为固定式风力机和漂浮式风力机。

其中，固定式风力机主要应用于近海浅水区域(小于30m水深)。

固定式风力机

固定式基础海上风力机  ▲

目前近海浅水区域固定式基础海上风力机的数目逐渐增多，且大多靠近海运繁忙的轨道，因此遭受船舶撞击的可能性逐渐增大。

海上风力机属于典型的顶部带有集中大质量的高耸细长柔性结构，发生碰撞时极易造成局部结构的疲劳损伤，严重时将导致整体结构失稳甚至倒塌，若顶部（叶片、机舱等）大质量结构在重力作用下加速倒向船体，其结果必然是灾难性的。据有关资料统计，近25%的海洋结构损伤由碰撞造成。但是目前，对船-海上风力机碰撞问题的研究相对较少，应取得相关人员对它的重视。

漂浮式风力机

漂浮式风力机主要应用于近海深水区（大于60m水深），不同类型的漂浮式风力机如下：

左：张力腿平台（TLP，Tension Leg Platform）

右：单柱式平台（Spar）▲

左：驳船式平台（Barge）

右：半潜式平台（Semi）▲

对于漂浮式风力机， 目前提高稳定性主要通过主被动结构控制、叶片变桨距技术、对平台主改进设计和采用新型系泊系统四种方法。

结构控制所需调频质量阻尼装置（Tuned Mass Damper，TMD）质量块质量较大，这无疑增大了成本，且增加了前期安装的难度，主动结构控制所需控制力巨大，并不适合于漂浮式风力机平台的稳定性控制。叶片变桨距控制技术虽可在一定程度上提高漂浮式风力机平台的稳定性，但会加剧叶根疲劳载荷，且所需控制策略较为复杂。对平台主体改进设计和采用新型系泊系统两种方法虽然有一定效果，但其研究方法均存在一定的缺陷，且研究对象始终局限于单个漂浮式风力机平台，并未对彼此之间存在耦合效应的多个漂浮式风力机平台进行研究。

为了提高漂浮式风力机平台的稳定性，上海理工大学李春教授团队借鉴赤壁之战“铁索连舟”增强船舶稳定性的思路，首次提出了共用系泊系统多平台阵列漂浮式风电场的设计方法，并基于Spar平台漂浮式风力机建立了3×3阵列漂浮式风电场，发现阵列方式可有效提高漂浮式风力机平台的稳定性。这为提高漂浮式风力机平台稳定性的研究开辟了新的方向。