本文件规定了漂浮式海上风力发电机组（FOWT)场址外部条件评估的附加要求，以及确保FOWT工程完整性的基本设计要求。其目的是在机组预期寿命周期期间，提供适当等级的防护，以防止各种风险对机组造成的破坏。 本文件侧重于FOWT结构构件的工程完整性，但也涉及控制和保护系统的机械装置、内部电气系统和机械系统等子系统。 如果某风力发电机组的漂浮式基础受到水动力载荷作用，并且通过浮力和锚定系统支撑，则该风力发电机组被视为FOWT。 FOWT包含五个主要子系统：风轮机舱组件（RNA)、塔架、漂浮式基础、锚定系统以及不属于RNA的配套机械、设备和系统。

ICS 27.180
CCS F 11
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 44047—2024/IEC TS 61400-3-2:2019漂浮式海上风力发电机组
设计要求
Floating offshore wind turbinesDesign requirements(IEC TS 61400-3-2:2019, Wind energy generation systems-Part 3-2 :Design requirements for floating offshore wind turbines,IDT)2024-05-28发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-12-01实施
规范性引用文件
术语和定义
符号和缩略语
符号和单位
缩略语
一般要求
设计方法
5.6支撑结构标识
6外部条件一定义和评估
7结构设计
设计状态和载荷工况
载荷和载荷效应计算
极限状态分析·
控制和保护系统
机械系统
电气系统
桩基及其附属结构设计
组装、安装和吊装
漂浮式特定项目
13调试、运行和维护
调试说明书
运行人员指导手册
维护手册
锚定系统
GB/Z44047—2024/IECTS61400-3-2:20195
GB/Z44047—2024/IECTS61400-3-2:201915
浮态稳性
完整静态稳性衡准
基于动态响应的完整稳性替代衡准15.3
破舱稳性衡准
海上支持系统
17.2舱底水处理系统
17.3压载系统
附录A（资料性）漂浮式海上风力发电机组关键设计参数A.1漂浮式海上风力发电机组标识符A.2其他环境条件
A.3运输、安装和维护的限制条件附录B（资料性）浅水水动力学和破碎波·附录C（资料性）
附录D（资料性）
水动力载荷计算指南
考虑冰载荷的漂浮式海上风力发电机组支撑结构设计建议附录E（资料性）漂浮式海上风力发电机组锚基及其附属结构设计附录F（资料性）
附录G（资料性）
附录H（资料性）
附录I（资料性）
附录J（资料性）
附录K（资料性）
附录L（资料性）
极限强度分析的作业海洋气象参数统计外推法防腐保护
热带气旋期间极端波高的预测
热带气旋地区安全水平校准的建议地震
模型试验
L.2海啸数值模型
L.3水平面与流速变化的评估
L.4参考文档.·
附录M（资料性）非穴余锚定系统附录N（资料性）风电和海洋标准中极限状态方法的不同·附录O（资料性）非标准持续极端运行阵风的应用：参考文献
GB/Z44047—2024/IECTS61400-3-2:2019前言
」第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
本文件等同采用IECTS61400-3-2：2019《风能发电系统第3-2部分：漂浮式海上风力发电机组设计要求》，文件类型由ISO的技术规范调整为我国的指导性技术文件。本文件做了下列最小限度的编辑性改动：为与现有标准协调，将标准名称改为《漂浮式海上风力发电机组设计要求》。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由中国机械工业联合会提出本文件由全国风力发电标准化技术委员会（SAC/TC50)归口。本文件起草单位：上海电气风电集团股份有限公司、中国船舶重工集团海装风电股份有限公司、金风科技股份有限公司、国电联合动力技术有限公司、中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司、中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司、上海勘测设计研究院有限公司、中国质量认证中心、中国电力科学研究院有限公司、上海电力实业有限公司、中车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部、中船风电工程技术（天津)有限公司、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、北京鉴衡认证中心有限公司、明阳智慧能源集团股份公司、哈电风能有限公司、重庆大学、东方电气风电股份有限公司、龙源电力集团股份有限公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、保利长大工程有限公司、中国船级社质量认证有限公司、山西天宝集团有限公司、中交第三航务工程局有限公司、江苏亚星锚链股份有限公司、天顺风能（苏州)股份有限公司、厦门双瑞风电科技有限公司、青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司、山东电力工程咨询院有限公司、南通惠生风电科技有限公司、中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司、中电建海上风电工程有限公司本文件主要起草人：许移庆、赵大文、王叶、董哗弘、王莉娟、李红梅、翟恩地、李雪临、田伟辉、黄春芳、沈侃敏、范可、袁瑛、赵娜、孙雷、李秀珍、李亚杰、郭辰、蔡志崧、刘凡鹰、曾兴国、刘占芳、张浩、王其君、曹淑刚、杨敏冬、张显雄、傅程、胡大为、王历亮、张雁玲、杜宇、张卫新、王志坚、熊刚、赵永韬、徐俊祥、潘徐杰、王子俊、闫建国、杨薛亮。m
1范围
GB/Z44047—2024/IECTS61400-3-2:2019漂浮式海上风力发电机组
且设计要求
本文件规定了漂浮式海上风力发电机组（FOWT）场址外部条件评估的附加要求，以及确保FOWT工程完整性的基本设计要求。其目的是在机组预期寿命周期期间，提供适当等级的防护，以防止各种风险对机组造成的破坏。本文件侧重于FOWT结构构件的工程完整性，但也涉及控制和保护系统的机械装置、内部电气系统和机械系统等子系统。
如果某风力发电机组的漂浮式基础受到水动力载荷作用，并且通过浮力和锚定系统支撑，则该风力发电机组被视为FOWT。FOWT包含五个主要子系统：风轮机舱组件（RNA）、塔架、漂浮式基础、锚定系统以及不属于RNA的配套机械、设备和系统。本文件中明确考虑了以下类型的漂浮式基础结构：船型和驳船型结构；
b）半潜型（Semi)；
单立柱型（Spar)；
d）张力腿平台/浮筒（TLP/TLB）。除了上述列出的结构类型之外，本文件一般还包括用于支撑风力发电机组的其他漂浮式平台。这些平台结构在几何形状和结构型式上可能存在很大差异，因此只能部分满足本文件的要求。在其他情况下，本文件中规定的具体要求可能不适用于这类结构的全部或部分设计。在所有上述情况下，与本文件的一致性要求设计所遵循的基础原则达到或高于本文件所要求的安全水平。本文件适用于具有单个水平轴风力发电机组的无人值守的漂浮式结构，对于多风力发电机组、垂直轴风力发电机组或风/波浪能组合发电系统，可能需要额外的设计考虑本文件与第2章中引用的相应IEC和ISO标准一起使用。本文件完全符合IEC61400-1和IEC61400-3-1的要求。根据本文件设计的FOWT的安全等级达到或超过IEC61400-1和IEC61400-3-1中规定的水平。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
IEC61400-1：2019风能发电系统第1部分：设计要求（Wind energygenerationsystems—Part1 :Design requirements)
注：GB/T18451.1—2022风力发电机组设计要求（IEC61400-1:2019,IDT）IEC61400-3-1：2019风能发电系统第3-1部分：固定式海上风力发电机组设计要求（Windenergy generation systems—-Part 3-1:Design requirements for fixed offshore wind turbines)注：GB/T31517.1—2022固定式海上风力发电机组设计要求（IEC61400-3-1：2019，IDT）ISO19901-1：2015石油和天然气工业海上结构物的特殊要求第1部分：海洋气象设计和运行条件(Petroleum and natural gas industries—Specific requirements for offshore structures—Part l:GB/Z44047—2024/IECTS61400-3-2:2019Metocean design and operating conditions)ISO19901-4：2016石油和天然气工业海上结构的特殊要求第4部分：岩土工程和基础设计考虑(Petroleum and natural gas industries—Specific requirernents for offshore structures-Part 4:Geotechnical and foundation design considerations)ISO19901-6：2009石油和天然气工业海上结构物的特殊要求第6部分：海上作业(Petroleum and natural gas industriesSpecific requirements for offshore structuresPart 6: Marineoperations)
注：GB/T43327.6—2023石油天然气工业海洋结构物特殊要求第6部分：海上作业（ISO19901-6：2009，IDT）ISO19901-7：2013石油和天然气工业海上结构物的特殊要求第7部分：浮式海上结构和移动式海上设施的系泊系统（Petroleumand naturalgas industries一SpecificrequirementsstructuresPart 7 : Stationkeeping systems for floating offshore structures and mobile offshore units)ISO19904-1：2006石油和天然气工业海上浮式结构第1部分：单体船/半潜式平台和深吃水立柱式平台（Petroleum and natural gas industries一Floating structure—Part l:Monohulls semisub-merisibles and spars)
注：GB/T35989.1一2018石油天然气工业海上浮式结构第1部分：单体船、半潜式平台和深吃水立式平台（ISO19904-1:2006,IDT)
ISO19906：2010石油和天然气工业北极海上结构（PetroleumandnaturalgasindustriesArctic offshore structures)
IMO第MSC.267（85）号决议国际完整稳性规范2008年（2008ISCODE）（InternationalCodeon Intact Stability)
APIRP2FPS：2011漂浮式生产系统规划、设计和建造的推荐方法（RecommendedPracticeforPlanning, Designing, and Constructing Floating Production Systems)APIRP2T（R2015）：2010张力腿平台规划、设计和建造的推荐方法（RecommendedPracticeforPlanning, Designing, and Constructing Tension Leg Platform)3术语和定义
IEC61400-1和IEC61400-3-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。ISO和IEC标准化的术语数据库，地址如下：·IEC电工百科：http：//www.electropedia.org/ISO在线浏览平台：http：//www.iso.org/obp·
飞溅区splashzone
由于波浪、潮汐变化和漂浮式基础结构的运动，而经常被浸湿的支撑结构的外部区域。注1：飞溅区的上限和下限，根据漂浮式基础结构特定的型式，在叠加下列参数后确定：·重现周期为1年的最高静水水位，加上重现周期为1年的有义波高的波峰高度：·重现周期为1年的最低静水水位，减去重现周期为1年的有义波高的波谷深度；·吃水变化，以及漂浮式基础结构的垂向运动（垂荡、横摇、纵摇），如适用。注2：虽然本文件未明确提及飞溅区，但本文件对飞溅区的定义取代了IEC61400-3-1中的定义，从而影响了IEC61400-3-1对FOWT的解释。
支撑结构support structure
由塔架、漂浮式基础结构和锚定系统组成的部分。2
注：见图1。
锚Anchor
GB/Z44047—2024/IECTS61400-3-2:2019系泊缆或张力腱末端并部分或全部埋入海底的装置，以限制系泊缆或张力腱的移动并将载荷传递至海底。
注：可用于锚定漂浮式结构的选择包括拖电锚、桩锚打桩式、喷射桩、吸力桩（负压桩）、鱼雷式/重力埋置式、钻孔和灌浆，以及其他锚类型，如重力锚和板锚。3.80
catenary mooring
悬链式系泊
由系泊缆上的分布重量提供恢复作用力的系泊系统。3.81
漂浮式基础结构
floating substructure
漂浮式海上风力发电机组支撑结构的组成部分，浮于海底之上，与塔架和锚定系统连接，由用于承受运行载荷的浮动结构组成。
注：漂浮式基础结构也可被认为是一个船体结构。图1显示了不同的漂浮式基础结构概念以及海上风力发电机组的其他部分。
风轮机舱组件
水平面
系泊缆绳
（悬链线）
锚海底
漂浮式基础结构
从左到右：单立柱型、张力腿平台、半潜型，漂浮式
基础结构bzxz.net
张力筋膜
系泊缆绳
漂浮式海上风力发电机组（FOWT)部件结构图1
mooringsystem
系泊系统
种被动的锚定系统，通常包括系泊缆、锚、连接器和配套设备，还可能包括浮筒、配重、转塔、解脱系统等其他部件。
公认船级社
recognized classification society国际船级社协会（IACS)成员，对漂浮式结构具有公认的相关能力和经验。3
GB/Z44047—2024/IECTS61400-3-2:20193.84
redundancy check
完余检查
在一条系泊缆或张力腱破断后，FOWT到达新位置的设计状态，并由剩余系泊缆或张力腱保持在适当位置。
结构尺寸
scantling
漂浮式基础结构的板、梁和加强筋的尺寸。3.86
station-keepingsystem
锚定系统
能够将FOWT的偏移和/或加速度限制在规定的范围内，并保持预期方向的系统。注：在使用主动推进器、张力键等作用情况下，锚定系统可能与系泊系统有所不同。3.87
taut-line mooring
张紧式系泊
由系泊缆弹性变形提供恢复力的系泊系统，3.88
张力腱
tendon
在TLP型漂浮式基础结构与海底基础之间形成垂直连接的锚定系统部件的集合，目的是为FOWT提供锚定和浮动稳定性。
4符号和缩略语
IEC61400-1和IEC61400-3-1界定的以及下列符号和缩略语适用于本文件。4.1符号和单位
flow frequeney低频范围的上限Lk速度分量积分尺度参数
S.F.安全系数
Callowable许用应力
Obucking许用届曲应力
αcr临界压缩屈曲应力或临界剪切屈曲应力6,额定最小属服强度
2缩略语
IEC61400-1和IEC61400-3-1界定的以及下列缩略语适用于本文件。FOWT：漂浮式海上风力发电机组（FloatingOffshoreWindTurbines）[Hz]
[N/mm2或MPa]
[N/mm2或MPa]
[N/mm2或MPa]
[N/mm2或MPa]
IACS：国际船级社协会（InternationalAssociation ofClassification Societies）IMO：国际海事组织（InternationalMaritimeOrganization）RCS：公认的船级社（Recognized ClassificationSociety）TLB：张力腿浮筒（Tension-LegBuoy）TLP：张力腿平台（Tension-LegPlatform）WSD：工作应力设计（Working StressDesign）4
5一般要求
5.2设计方法
GB/Z44047—2024/IECTS61400-3-2:2019IEC61400-3-1：2019的5.2中总结的设计方法进行以下修改后基本可以应用于FOWT，如图2所示。
FOWT支撑结构的设计应包括第14章中锚定系统的设计，并考虑第15章中的浮动稳定性，相对于固定式海上风力发电机组，FWOT因其锚定系统额外的柔性和动态响应变化（包括与风轮机舱组件之间的耦合），可与IEC61400-1：2019的6.2中最初定义的标准风力发电机组类别不再适用于漂浮式海上风力发电机组风轮机舱组件的设计有必要论证漂浮式海上风力发电机组支撑结构和特定场址的海上环境条件不会损害风轮机舱组件结构的完整性。论证应包括对漂浮式海上风力发电机组支撑结构和特定场址条件计算的载荷和挠度，与初始风轮机舱组件设计的载荷和扰度计算的对比。相对于固定式海上风力发电机组，漂浮式海上风力发电机组的潜在增加的动态响应将对其控制和保护系统的设计（见第8章）、机械系统（见第9章）和塔架产生影响。用于代替IEC61400-3-1中所述的试验，模型缩尺试验的数据可用于增加预测设计值的可信度，并验证结构动力学模型和设计状态（见附录K）。初始化
叶轮机舱组件设计（例如
IEC61400-1风力发电机
特定场址外部条件
漂浮式风力发电机组设计依据
支撑结构设计，包含锚
定系统（第14章）和浮
态稳性（第15章）
设计状态和载荷工况（7.4）
载荷和载荷效应计算（7.5）
极限状态分析（7.6）
结构完整性
设计结束
组标准等级）
风轮机舱组件设计
图2漂浮式海上风力发电机组（FOWT)的设计流程
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