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Reference floating wind array designs for three representative regions
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OA
AI
DOI：10.5194/wes-11-1429-2026.png)
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摘要
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摘要。本文介绍了三种开源参考漂浮式风电阵列设计的系统开发。这些设计针对美国三个地区的代表性场地条件进行定制：加利福尼亚州海岸的洪堡湾、缅因湾以及美洲湾。我们采用了现有的单个15 MW风机的参考设计，包括半潜式浮动平台、变电站、锚泊系统和电力电缆——并根据需要将它们整合和适配到每个地点。我们调整了现有的动态电缆设计，采用更大的导体尺寸以满足阵列的电力传输要求；并为每个变电站设置了冗余锚泊系统。每个阵列的布局采用均匀网格设计，优化以在大约最小化能源平准化成本（LCOE）的同时满足方形租赁区域内的空间约束。这些约束确保在布局优化期间相邻风机之间以及水下组件之间有足够的间距，以防止碰撞并确保所有组件位于租赁边界内。包含变电站以允许核算阵列内电缆成本。它们被放置在均匀网格中，以保持阵列的可航行性。对于每个可行的布局，计算并更新LCOE目标函数中的年发电量和电缆路由成本。优化后，我们通过混合算法和手动方法细化了电缆路由，以确保电缆避开锚泊系统组件并以足够的间距接近变电站。我们通过比较每个风向角下的尾流损失与风向玫瑰图，验证了每个参考阵列布局的适用性，观察到优化后的布局在很大程度上避免了主导风向的尾流损失。这些参考阵列提供了开源基准设计，以促进未来漂浮式风电技术在阵列规模上的研究和创新。
Keyword:
floating wind arrays
open-source designs
levelized cost of energy
wake loss optimization
uniform-grid layout
