3。3。1 有限元模型的分析 14

3。3。2 模型建立的步骤 14

3。3。3 建模过程中命令流的使用 16

3。4 创建模型 19

3。5 网格的划分 22

第4章 风电安装船的甲板结构强度校核 25

4。1 约束条件 25

4。2 施加载荷及求解 26

4。2。1 工况一：只考虑塔筒的重力 26

4。2。2 工况二：同时考虑塔筒的重力和风浪载荷 29

4。2。3 工况三：改变风机的位置 33

第5章 结论与总结 37

致谢 38

参考文献 39

第1章  绪论

1。1 课题背景及研究意义

 1。1。1 我国风电的发展及市场需求

我国风电行业在这些年发展迅速，相关的技术也在不断地更新，市场对风电安装船的需求量也相当可观，但是海上风力发电产业的发展却受到了高昂的风电场施工成本、长期的海上作业时间以及工期长等问题的阻碍。

海上风电市场需求十分可观。2015年，计划在全国装机1亿千瓦左右，其中海上风电占其中的0。05%[1]。我国的风电产业体系已经随着技术的进步在逐步完善，由于科学家们在风电机组的关键设计和制造方面取得了较大的成果，我国风电设备产业在国际市场中的地位也在逐步提升。2015年，继续推动中国海上风电以较大规模持续发展，到2020年全国风电规划装机2亿千瓦，其中海上风电占3000万千瓦。规划明确指出我国潮间带和近海风电将进入快速发展、规模化开发阶段。预计到2020年，海上风电总市场容量高达6000亿元，风机主机、海工装备企业将因此获得大量订单。

风电安装船的市场需求十分迫切。根据中国可再生能源学会风能专业委员会的数据，到2015年，只能完成海上风电装机容量200万千瓦，而“十二五”规划中这个指标是500万千瓦。由于海上风电电价政策出台时间较晚，相关配套机制不健全，配套的服务也不健全，致使海上风电发展的步伐比较慢。除了这些客观因素外，海上风电安装设备才是制约海上风电发展的最主要技术瓶颈。

    虽然海上风电产业发展速度比较缓慢，但却在几年前对相关装备就有了迫切的需求。“十二五”期间已陆续出现新建或改装的专业海上风电安装船，而原来很多适用于海上石油的浮吊，由于其功能的局限性，难以满足海上风电安装的需要，客观上延长了整体施工周期，增加了工程造价，提高了综合成本。海上风电项目施工环境的复杂性及专用设备不足给海上风电项目建设带来了较大挑战。根据“十三五”规划，按照 2020年我国海上风电装机容量达到3000万千瓦以及5 MW单机容量计算，至少需要5000台海上风机。平均每年至少要安装1000台以上。如果按照每台风电安装船每年施工9个月，每台机组吊装进退场一共需要4 天，全年完成约60台风机的安装能力计算，至少需要约16艘风电安装船。这还未考虑基数逐渐扩大所带来的后期海上风电运维市场的需求。如果考虑到国际市场，则市场容量更大。2014年9月，风电安装船运营商A2 Sea的首席运营官Hans Schneider在汉堡海事展期间的“海工对话会”上警告称，欧洲风电安装船的供应已经跟不上需求。国外研究咨询机构Global Data 表示，从2014年～2020年，全球风电安装船市场价值将增长5倍以上[2]。