近海风能与波浪能协同优化系统的可行性研究：设计策略与组合效益评估

本文聚焦近海风能-波浪能协同系统（WEC-OWT）的锚泊配置与组合优化，通过极端工况模拟（100年重现期）评估美国东海岸Pelamis线吸收器与RM3点吸收器在5-18MW固定式风机群中的集成潜力。研究采用ANSYS AQWA动态仿真和组合优化模型，揭示共享锚固策略可使锚点数量减少50%，传输容量利用率提升30%，为降低波浪能平准化成本（LCOE 470.9-594 $/MWh）提供创新解决方案。

　　

Highlight

本研究突破性地探索了风浪协同系统的动态特性，发现共享锚固的混联系统基础阻尼比单一风机单桩（monopile）高40%，同时保持固有频率不变。

Mooring system design optimization for Pelamis WEC

在北卡罗来纳州极端风浪条件下，Pelamis装置（直径D=4m）的锚泊系统优化显示：当相邻三个装置共享锚线时，锚点数量可减少66.7%，间距从400m（100*D）压缩至150m，且最大偏移量仍满足ULS/SLS标准。

Conclusion

研究证实：1）协同系统可充分利用风电传输冗余容量，使波浪能LCOE降低至2050年预期值（70-130 $/MWh）；2）RM3点吸收器在共享单桩上的动态响应表明，其极限载荷仅占单桩剩余承载力的12%。