随着新能源的不断开发利用,海上风能发电的优势越来越突出,全球发展海上风电场已成为一种趋势。目前国内外海上风电场的发展并不完善,主要制约因素是风电结构设计、安装、运行维护的技术水平低,电价水平低以及成本过高。海上风电结构综合了海洋工程结构、高耸结构以及动力设备的特点,并且处在复杂的海洋环境中,其中海上风电基础是支撑整个风发电机组结构的关键部分,如何合理设计研究海上风电基础结构是海上风电发展的关键点也是难点。所以,深入开展海上风电基础结构设计研究很有必要。鉴于目前海上风电场开发的主流海域为近海,本文以渤海近海海域为场址来进行近海简易风电基础设计研究,为我国冰区海上风电场开发提供一定的理论参考。本文的研究内容包括:1.首先对近海风电基础形式进行概念选型设计。包括确定海上风电基础的选型要素,总结国内外海上风电基础形式,对比各种基础形式的基本特征、适用范围、施工安装水平、成本等要素,并明确各种形式的优缺点,针对渤海某海域进行风电基础的选型设计。2.对选定风电基础结构进行基本设计。包括对结构的动力特性分析,风电基础的风、浪、流、海冰环境荷载分析,并对风电基础结构在极端静荷载以及动荷载作用下的响应进行分析,明确风电基础结构的主要环境荷载模型及失效模式。3.对选定基础结构进行疲劳失效分析。风电基础结构是一种特殊的柔性高耸结构,在环境荷载作用下极易产生显著的交变应力,对结构产生疲劳破坏。本文分别对不同的环境荷载作用下的结构疲劳损伤进行分析对比,并借助一定理论对多种疲劳损伤进行耦合,明确出风电基础结构的疲劳分析要点。4.冰区风电基础结构在动冰荷载作用会产生强烈的振动,显著的加速度与交变应力会直接威胁到上部风机与主体结构安全,减小结构的寿命。针对该问题,借鉴渤海石油平台的抗冰经验,对结冰海域风电基础结构进行抗冰基本设计,包括抗冰装置的概念选型,通过数值模拟验证所提出抗冰设计的合理性。