一种海上风电施工船舶的可作业性预报方法技术

本发明专利技术公开了一种海上风电施工船舶的可作业性预报方法，包括以下步骤：收集未来一段时间内风场所处施工海域的逐3小时环境数据；确定施工船舶的两个可作业性衡准；根据收集得到的波浪条件计算出施工船舶在不同的3小时波浪条件下的六自由度运动响应，并根据计算结果判断船舶的六自由度运动响应是否满足可作业性衡准一；根据收集得到的不同的3小时风力数据，判断风力是否满足可作业性衡准二；对海上风电施工船舶在施工海域的可作业性进行预报；收集施工船舶在可作业性预报时间段内的实际作业情况；根据收集得到的可作业性预报时间段内的实际作业情况，与之前的可作业性预报的结果进行对比。本发明专利技术能更加准确地预报海上风电施工船舶是否可作业。施工船舶是否可作业。施工船舶是否可作业。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电施工船舶的可作业性预报方法


[0001]本专利技术涉及一种海上风电施工船舶的可作业性预报方法。

技术介绍

[0002]随着我国海上风电的发展，近海资源已经逐步开发完毕，海上风电场的建设越来越向深远海域发展。深远海域水深更深，波浪条件也更为恶劣，多峰谱混合浪便是深远海域的一大特征。一般说来，多峰谱混合浪由短周期的风浪和长周期的涌浪构成。受深远海域长周期涌浪的影响，浮式船舶的运动响应加剧，给海上风电的施工安全和施工质量都带来了不利影响，海上风电的施工面临巨大挑战。
[0003]目前，海上风电施工主要分为风机基础施工和风机部件安装施工。风机基础主要包括单桩基础、导管架基础和高桩承台基础。风机部件安装主要分为整体安装和分体安装。用于上述风电施工的船舶主要有起重船、打桩船、混凝土搅拌船、运输船、自升式平台船和座底船等。其中，由于自升式平台船和座底船在工作时可通过一定的方式坐落于海底，因此受波浪的影响较小，而起重船、打桩船、混凝土搅拌船、运输船等浮式船舶对波浪非常敏感。目前，海上风电施工人员在采用上述浮式船舶进行风电施工时，主要依据经验对船舶是否可作业进行判定。但随着海上风电向深远海域发展，海上风电施工的环境条件愈发恶劣，仅凭经验进行施工的方式可能会造成对施工窗口的错误判断，轻则造成施工延误，重则影响施工安全，因此，有必要提出一种海上风电施工船舶的可作业性预报方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种海上风电施工船舶的可作业性预报方法，它能更加准确地预报海上风电施工船舶是否可作业，提高海上风电的施工效率。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：一种海上风电施工船舶的可作业性预报方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一，通过可靠的气象水文预报网站，收集未来一段时间内风场所处施工海域的逐3小时环境数据，环境数据包括波浪数据和风力数据；
[0007]步骤二，根据以往的施工经验，确定施工船舶的两个可作业性衡准；可作业性衡准一为船舶的六自由度运动响应不超过某一数值，可作业性衡准二为施工海域的风力不能大于某一数值；
[0008]步骤三，根据收集得到的波浪条件通过浮体动力学计算软件计算出施工船舶在不同的3小时波浪条件下的六自由度运动响应，并根据计算结果判断船舶的六自由度运动响应是否满足可作业性衡准一；
[0009]步骤四，根据收集得到的不同的3小时风力数据，判断风力是否满足可作业性衡准二；
[0010]步骤五，对海上风电施工船舶在施工海域的可作业性进行预报，若船舶在某一个3
小时内的六自由度运动响应满足可作业性衡准一，同时在该3小时内的风力数据满足可作业性衡准二，则预报船舶在该3小时内可作业，否则预报船舶在该3小时内不能作业；
[0011]步骤六，收集施工船舶在可作业性预报时间段内的实际作业情况；
[0012]步骤七，根据收集得到的可作业性预报时间段内施工船舶的实际作业情况，与之前的可作业性预报的结果进行对比；若可作业性预报的准确率为100％，则重复步骤一至步骤六，继续采用之前确定的两个可作业性衡准进行下一阶段的可作业性预报，直到该风场的风电施工结束；若可作业性预报的准确性不是100％，则对两个可作业性衡准进行修正，之后，再重复步骤一至步骤六，采用修正后的两个可作业性衡准进行下一阶段的可作业性预报，直到该风场的风电施工结束。
[0013]上述的海上风电施工船舶的可作业性预报方法，其中，进行步骤一时，所述波浪数据包括风浪有义波高、风浪平均周期、主涌浪有义波高、主涌浪平均周期、次涌浪有义波高、次涌浪平均周期；所述风力数据包括风力以及阵风风力。
[0014]上述的海上风电施工船舶的可作业性预报方法，其中，进行步骤三时，计算施工船舶的六自由度运动响应时，首先建立船舶模型，再根据收集得到的逐3小时波浪数据，求得施工船舶在不同的3小时波浪条件下的六自由度运动响应。
[0015]本专利技术的海上风电施工船舶可作业性的预报方法具有以下特点：
[0016]1、目前，由于在进行海上风电施工时主要采用运输驳配合起重船、打桩船等，自动化程度较低，对施工人员的施工经验要求较高。但随着海上风电逐渐走向外海，环境条件愈发恶劣，单纯依靠施工经验对船舶是否可作业进行判定已经无法满足施工的需要。本专利技术提出的一种海上风电场船舶可作业性的预报方法，采用可作业性预报、实际作业情况收集和可作业性衡准修正的方法，不断对海上风电施工船舶可作业性预报的方法进行优化，更多地依靠实际施工作业情况的收集，而不再单纯依靠过去的施工经验，因此能更加准确地对船舶施工的可作业性进行预报。
[0017]2、目前，国内水文的标准对于多峰谱的辨识没有足够的重视，所采用的统计方法实际上是将涌浪和风浪的多峰谱混合成一个单峰谱；由于海上风电施工中常用的浮式船舶对波浪周期十分敏感，目前所采用的将多峰谱混合成一个单峰谱的海浪形式将给海上风电施工单位的前期决策带来巨大的风险。随着海上风电场逐渐向深远开敞海域发展，绝大多数为多峰谱混合浪条件，因此本专利技术采用风涌浪分离后的波浪数据有利于对施工船舶的可作业性进行更加准确地预报。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的海上风电施工船舶的可作业性预报方法的流程图；
[0019]图2是进行本专利技术的海上风电施工船舶的可作业性预报方法的步骤三时根据预报的起重船施工的第一天的海浪条件下计算出的纵摇运动响应图；
[0020]图3是进行本专利技术的海上风电施工船舶的可作业性预报方法的步骤三时根据预报的起重船施工的第三天的海浪条件下计算出的纵摇运动响应图。
具体实施方式
[0021]下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0022]请参阅图1，本专利技术的海上风电施工船舶的可作业性预报方法，包括以下步骤：
[0023]步骤一，通过可靠的气象水文预报网站，收集未来一段时间内风场所处施工海域的逐3小时环境数据，环境数据包括波浪数据和风力数据；波浪数据包括风浪有义波高、风浪平均周期、主涌浪有义波高、主涌浪平均周期、次涌浪有义波高、次涌浪平均周期；风力数据包括风力以及阵风风力；
[0024]气象水文预报网站有开源网站和商用网站；由于深远海域多峰谱混合浪的存在以及长周期涌浪对浮式船舶施工的影响，因此收集的波浪数据为风涌浪分离后的数据，即波浪数据包括风浪有义波高、风浪平均周期、主涌浪有义波高、主涌浪平均周期、次涌浪有义波高、次涌浪平均周期；此外，由于海浪具有3小时的稳定性，因此海域环境预报网站的环境数据都是以逐3小时的形式给出；
[0025]对于风力数据，环境预报中给出了风力和阵风风力，其中风力是指3小时平均风力，阵风风力是3小时内的最大瞬时风力；风力有多种单位和表示方法，如米/秒，节，千米/小时，或用蒲氏风级表示，各种表示方法之间可进行换算；
[0026]步骤二，根据以往的施工经验，确定施工船舶的两个可作业性衡准；可作业性衡准一为船舶的六自由度运动响应不超过某一数值；可作业性衡准二为施工海本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电施工船舶的可作业性预报方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，通过可靠的气象水文预报网站，收集未来一段时间内风场所处施工海域的逐3小时环境数据，环境数据包括波浪数据和风力数据；步骤二，根据以往的施工经验，确定施工船舶的两个可作业性衡准；可作业性衡准一为船舶的六自由度运动响应不超过某一数值，可作业性衡准二为施工海域的风力不能大于某一数值；步骤三，根据收集得到的波浪条件通过浮体动力学计算软件计算出施工船舶在不同的3小时波浪条件下的六自由度运动响应，并根据计算结果判断船舶的六自由度运动响应是否满足可作业性衡准一；步骤四，根据收集得到的不同的3小时风力数据，判断风力是否满足可作业性衡准二；步骤五，对海上风电施工船舶在施工海域的可作业性进行预报，若船舶在某一个3小时内的六自由度运动响应满足可作业性衡准一，同时在该3小时内的风力数据满足可作业性衡准二，则预报船舶在该3小时内可作业，否则预报船舶在该3小时内不能作业；步骤六，收集施工船舶在可作业性预报时间段内的实际作业情况；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宇，高子予，
申请(专利权)人：中交第三航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：